Tyroksiinin sivuvaikutukset ovat yleensä harvinaisia, mutta voivat olla vakavia. Tyroksiini on hormonikorvaushoito, jota elimistö sietää tyypillisesti hyvin, ja kun sivuvaikutuksia ilmenee, se johtuu yleensä siitä, että annos on liian suuri. Hiustenlähtö voi tapahtua, kun lääkettä otetaan ensimmäisen kerran, mutta se on yleensä väliaikaista. Melko harvinaisia, mutta vakavia sivuvaikutuksia, joita voi esiintyä, ovat lisääntynyt hikoilu, mielialan muutokset, vapina ja univaikeudet. Hyvin harvinaisissa tapauksissa potilas voi kokea rintakipua, epäsäännöllistä sykettä, kouristuksia tai mahdollisesti allergisen reaktion.
Yleensä useimmilla ihmisillä on vähän tai ei lainkaan sivuvaikutuksia, kun he käyttävät tyroksiinia, myös raskauden aikana. Joillakin ihmisillä on hiustenlähtö lääkityksen ensimmäisten kuukausien aikana, mutta tämä yleensä häviää, kun keholla on ollut mahdollisuus sopeutua. Myös naiset, jotka käyttävät lääkettä, saattavat huomata, että heillä on epäsäännölliset kuukautiskierrot.
Kun elimistössä on liikaa kilpirauhashormonia tyroksiinin yliannostuksesta, se voi johtaa kilpirauhasen liikatoimintaan. Jotkut harvinaisista sivuvaikutuksista sisältävät lisääntynyttä hikoilua, lämpöherkkyyttä, ripulia ja vapinaa. Se voi myös aiheuttaa mielialan muutoksia, kuten hermostuneisuutta, ahdistusta ja ärtyneisyyttä. Lisäksi se voi aiheuttaa päänsärkyä, hengenahdistusta, lihaskramppeja tai heikkoutta ja univaikeuksia. Muita haittavaikutuksia voivat olla epätavallinen laihtuminen tai painonnousu, ruokahalun muutos ja oksentelu.
Hyvin harvinaisissa tapauksissa tyroksiinin sivuvaikutukset voivat olla vakavia. Rintakipu, jyskyttävä tai epäsäännöllinen syke, kohtaukset ja käsien, nilkkojen ja jalkojen turvotus osoittavat vakavaa reaktiota. Jos potilaalla on allerginen reaktio tiroksiinille, hän voi kokea ihottumaa tai punoitusta, äärimmäistä huimausta ja hengitysvaikeuksia. Henkilöllä voi myös olla kutinaa ja turvotusta, erityisesti kasvojen, kielen tai kurkun. Yliannostuksen tai allergisen reaktion sattuessa potilaan on hakeuduttava välittömästi lääkärin hoitoon.
Jos tyroksiiniannos on liian pieni, se voi aiheuttaa sivuvaikutuksia riittämättömästä kilpirauhasen tasosta, joka tunnetaan myös nimellä kilpirauhasen vajaatoiminta. Näitä ovat väsymys, lihaskivut, kuiva iho, painonnousu ja kylmäherkkyys. Lääkäri yleensä lisää tyroksiinin annosta sairauden hoitamiseksi.
Tyroksiinia käytetään lisäämään kilpirauhashormonitasoja ihmisillä, joilla on kilpirauhasen vajaatoiminta. Riittävä kilpirauhashormonipitoisuus on välttämätöntä henkiselle ja fyysiselle toiminnalle sekä tehokkaan aineenvaihdunnan ylläpitämiseksi. Se voi kestää neljä viikkoa tai enemmän, ennen kuin keho saa täyden hyödyn lääkkeestä ja sopeutuu lääkkeen tilapäisiin sivuvaikutuksiin.