L-Thyroxine เป็นฮอร์โมนไทรอยด์สังเคราะห์ที่ใช้หลักในการรักษาภาวะต่อมไทรอยด์ทำงานน้อย (Hypothyroidism) ซึ่งเป็นภาวะที่ต่อมไทรอยด์ผลิตฮอร์โมนไม่เพียงพอ โดยช่วยปรับสมดุลระดับฮอร์โมนไทรอยด์ในร่างกาย ทำให้อาการต่างๆ เช่น อ่อนเพลีย น้ำหนักเพิ่ม ผิวแห้ง และซึมเศร้าดีขึ้น นอกจากนี้ยังใช้ในการจัดการภาวะคอพอก (Goiter) ซึ่งเป็นการขยายตัวของต่อมไทรอยด์ และเป็นอาหารเสริมในการบำบัดมะเร็งไทรอยด์หลังการตัดต่อมไทรอยด์เพื่อป้องกันการกลับมาเป็นซ้ำ L-Thyroxine ยังสั่งจ่ายสำหรับภาวะไทรอยด์แต่กำเนิดในทารกแรกเกิดเพื่อให้มั่นใจในการเจริญเติบโตและพัฒนาการที่เหมาะสม ในบางกรณี ใช้แบบนอกฉลากเพื่อรักษาการเจริญพันธุ์บางประเภทและการแท้งบุตรซ้ำๆ ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของไทรอยด์ และอาจใช้เพื่อทดสอบการกดการทำงานของต่อมไทรอยด์ (Thyroid suppression test) เพื่อช่วยวินิจฉัยโรคไทรอยด์ได้อย่างแม่นยำ การใช้ขนาดยาที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากทั้งการรักษาน้อยเกินไปและมากเกินไปอาจนำไปสู่ผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ การตรวจติดตามการทำงานของไทรอยด์เป็นประจำจำเป็นเพื่อปรับปรุงการรักษาให้เหมาะสม