L-甲状腺素是甲状腺素（甲状腺激素）的合成形式，用于患有甲状腺疾患的患者的激素替代治疗。天然的甲状腺激素与该药物制剂中的一样在化学结构上是手性的-L-构型。右旋甲状腺素曾被作为抗胆固醇药物进行研究。但因为对心脏的副作用而被取消。
医疗用途
左旋甲状腺素典型地用于治疗甲状腺机能低下症。由于左旋甲状腺素能够降低促甲状腺激素（thyroid-stimulating hormone，TSH）—— 一种被认为能诱发甲状腺肿的激素，所以，人们也用左旋甲状腺素治疗甲状腺肿。
副作用
确定剂量时，必须将剂量仔细控制在以获得促甲状腺激素（TSH）的水平在正常参考值内。长期将TSH值抑制在正常值之下将会频繁引起对心脏的副作用，同时，还会降低骨无机质密度（人们已经熟知，TSH水平过高也会引起骨质疏松症。）
给患者处方过剂量的左旋甲状腺素可能会出现假性的甲状腺机能亢进的征象和症状。超剂量的左旋甲状腺激素会引起心悸、腹痛、恶心、焦虑、降神错乱、激动、失眠、消瘦、和食欲增加。[6]对该药物的过敏反应特点包括以下症状：呼吸困难、气短、或面部和舌头水肿。急性过量会引起发烧、低血糖、心衰、昏迷、和隐匿性肾上腺机能不全。
急性大量的过量会威胁生命；需给予对症和支持性治疗。治疗急性大量过量需使用β-受体阻滞剂，以增强拟交感神经活性。
在口服药物后，超剂量效应会在6小时到11天期间出现。
相互作用
食物和其他物质会干扰替代性甲状腺素的吸收。服用甲状腺素4小时内应避免服用补充钙或铁的药物，并且，在用药3小时内避免使用黄豆制品，因为，这些东西会减少药物的吸收。葡萄柚汁会延缓左旋甲状腺素的吸收，但是，人们确信它对该药物的生物利用度没有显著的影响。其他减少该药物吸收的物质是含铝或镁的抗酸药物、消泡净（simethicone）、或硫糖铝（sucralfate）、消胆胺（cholestyramine）、降脂树脂II号（colestipol）、凯钾力宁散（Kayexalate）。