T3、T4不能诊断甲状腺癌，甲状腺癌可通过组织病理学的穿刺活检即细针穿刺进行诊断。通过细针穿刺在显微镜下观察切片是组织病理诊断的金指标。若对甲状腺癌患者进行甲状腺功能检测，T3、T4通常会表现为正常，甲状腺癌并不会导致患者的甲状腺功能异常。
部分甲状腺癌患者合并有桥本甲状腺炎，可能会表现为T3、T4减低以及TSH增高。桥本甲状腺炎合并甲减的患者需口服甲状腺素片，即优甲乐或雷替斯等药物，纠正甲功后再进行手术。所以T3、T4不能用于诊断甲状腺癌，但属于评估甲状腺功能的重要指标。而甲状腺癌的患者必须进行甲状腺功能检查，从而确定T3、T4是否正常并为手术做准备。
