彌漫性甲狀腺腫伴甲狀腺機能亢進癥與單純性甲狀腺腫患者的131I攝取率增高。但前者服T3后131I攝取率不受抑制，抑制率<50 131i="">50%。甲狀腺腫大較顯著的單純性甲狀腺腫患者，每天服T360μg常不能抑制其131I攝取率，要加倍服用至每天120μg才能被抑制。浸潤性突眼患者T3抑制試驗不被抑制，而其它原因引起的突眼者服T3后131I攝取率受抑制。
T3通過反饋機制抑制垂體釋放TSH，從而使甲狀腺131I攝取率下降。本試驗主要用于診斷不典型甲亢和T3型甲亢，也可做為判斷長期接受抗甲狀腺藥物治療者停藥后是否易于復發的指標。