T3、T4不能診斷甲狀腺癌，甲狀腺癌可通過組織病理學的穿刺活檢即細針穿刺進行診斷。通過細針穿刺在顯微鏡下觀察切片是組織病理診斷的金指標。若對甲狀腺癌患者進行甲狀腺功能檢測，T3、T4通常會表現為正常，甲狀腺癌並不會導致患者的甲狀腺功能異常。

部分甲狀腺癌患者合併有橋本甲狀腺炎，可能會表現為T3、T4減低以及TSH增高。橋本甲狀腺炎合併甲減的患者需口服甲狀腺素片，即優甲樂或雷替斯等藥物，糾正甲功後再進行手術。所以T3、T4不能用於診斷甲狀腺癌，但屬於評估甲狀腺功能的重要指標。而甲狀腺癌的患者必須進行甲狀腺功能檢查，從而確定T3、T4是否正常併為手術做準備。