يمكن أن يمتص ليفوثيروكسين عن طريق الجهاز الهضمي، لكن الامتصاص غير كامل ومعدل الامتصاص غير مؤكد، خاصة عند تناوله مع الطعام. بعد امتصاص T4 في الدم، يرتبط معظمه ببروتينات البلازما، ويوجد حوالي 0.03٪ فقط في صورة حرة، وحوالي 80٪ يرتبط بالجلوبيولين المرتبط بالثيروكسين، وكمية صغيرة ترتبط بالبروتين المرتبط بالبريثيروكسين أو الألبومين.