T3偏高最常见的原因是原发性甲亢，各种原因导致的原发性甲亢，比如像Graves病、毒性结节性甲状腺肿，以及高功能腺瘤，实验室检查可以发现TSH低，游离T3和游离T4水平升高。
另外，还有各种甲状腺炎的损伤期，各种甲状腺炎，包括像亚急性甲状腺炎、产后甲状腺炎，以及无痛性甲状腺炎。当处在炎症或者是甲状腺破坏损伤阶段时，甲状腺滤泡上皮细胞结构就会破坏，导致甲状腺滤泡腔内储存的甲状腺激素释放入血增加，引起一过性的甲状腺毒症，也会出现游离T3水平升高。如果是垂体的TSH分泌瘤，当垂体TSH细胞发生瘤变时，就会自主性分泌TSH，导致TSH升高，游离T3和游离T4水平升高。