I blodet er det meste av T4 og T3 bundet til transportmolekyler siden de er tungt løselig i vann. De er hovedsakelig bundet til tyroksinbindende globulin (TBG), prealbumin og albumin. Bare 0,02 % av T4 og 0,5 % av T3 sirkulerer fritt. Det er bare den frie fraksjonen som er aktiv i kroppen. På samme måte som steroidhormonene krysser stoffskiftehormonene cellemembraner og virker på reseptorer inne i cellen, som påvirker DNA-transkripsjon og dermed også proteinsyntesen.