Levothyroxin ist ein künstliches Hormon, das wie die körpereigenen Hormone der Schilddrüse wirkt. Es wird bei einem Mangel an Schilddrüsenhormonen verabreicht, z. B. bei einer Unterfunktion der Schilddrüse oder einem Kropf (Struma). Auch wenn die Schilddrüse wegen einer Krebserkrankung entfernt werden musste, kann es notwendig sein, die nun fehlenden Hormone künstlich zu ersetzen. Das Hormon muss meist zeitlebens eingenommen werden. 

Für eine Behandlung mit Levothyroxin wird mit einer niedrigen Dosierung begonnen, die dann über Wochen bis zur optimalen Menge erhöht wird. So kann sich der Körper an die Hormongabe gewöhnen. Die richtige Menge ist sowohl vom Alter als auch der Ursache für die Erkrankung abhängig. So benötigen ältere Menschen in der Regel niedrigere Dosen als jüngere. Bei richtiger Dosierung gibt es keine Nebenwirkungen, bei zu schneller Steigerung der Menge oder Überdosierung von Levothyroxin können dagegen Herzprobleme oder Vergiftungserscheinungen auftreten.

Schwangere Frauen sollten mehr Levothyroxin einnehmen, da der Körper in dieser Zeit mehr Schilddrüsenhormone benötigt. Um die Hormon-Spiegel im Blut schnell anzuheben, kann Levothyroxin auch in hoher Konzentration direkt in eine Vene gespritzt werden.