Найчастішими побічними ефектами при лікуванні L-тироксином стають алергічні реакції з боку шкірних покривів та дихальних шляхів. Інші небажані явища залежать від дозувань препарату, у яких його призначили:
при недостатніх дозування, коли не відбувається компенсації дефіциту гормонів щитовидної залози, виникають реакції, що вказують на уповільнення обміну речовин;
при надто високих дозах L-тироксину спостерігаються ознаки надактивних анаболічних процесів та тиреотоксикозу.