مقدمه: شواهدی وجود دارد که درمان کم‌کاری تیروئید با ترکیبی از T3 و T4 کارآتر از درمان فقط با T4 است. هدف از مطالعه‌ی حاضر مقایسه‌ی اثر درمان ترکیبی T3 و T4 با لووتیروکسین تنها بود. مواد و روش‌ها: این پژوهش به روش کارآزمایی بالینی تصادفی و دو سو کور انجام شد. بیماران وارد شده در مطالعه 60-18 ساله بودند و دوز ثابت لووتیروکسین طی 3 ماه اخیر دریافت می‌کردند. بیماران، مطالعه را در مدت 4 ماه به پایان رساندند و به صورت تصادفی در دو گروه مساوی دریافت کننده‌ی درمان ترکیبی T3/T4 (25/6 میکروگرم لیوتیرونین 2 بار در روز به جای 50 میکروگرم لووتیروکسین دریافتی قبلی) و دریافت‌کننده‌ی T4 تنها تقسیم شدند. وزن، قد، فشارخون، تعداد نبض، سطح TSH، T4 تام، T3 تام، تری‌گلیسرید، کلسترول تام، LDL_C و HDL_C سرم اندازه‌گیری و پرسشنامه‌ی GHQ–28 در ابتدا و انتهای مطالعه اخذ شد. یافته‌ها: از میان 71 شرکت‌کننده، 60 بیمار مطالعه را به پایان رساندند (در دو گروه 30 نفری). در گروه دریافت‌کننده‌ی درمان ترکیبی، سطح سرمی T4 تام کاهش و سطح سرمی T3 تام افزایش یافت (001/0P<). در حالی که مقادیر آن‌ها در گروه شاهد تغییری پیدا ننمود. سطح سرمی TSH در هر دو گروه قبل و بعد از مطالعه در محدوده‌ی طبیعی قرار داشت. در پایان مطالعه تفاوتی در وزن، ضربان قلب، فشار خون وهم‌چنین وضعیت چربی دو گروه درمانی دیده نشد. در مورد پرسشنامه‌ی GHQ–28 مجموع امتیاز‌ها بین دو گروه تفاوتی نداشت ولی در مورد زیرگروه مربوط به اضطراب و بی‌خوابی، درمان ترکیبی با T3/T4 باعث بدتر شدن امتیازهای کسب شده، گردید. (037/0=P). نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که درمان ترکیبی T3/T4 تأثیری در احساس خوب بودن، وضعیت سلامت عمومی، کیفیت زندگی و بهبود وضعیت پروفایل چربی بیماران مبتلا به هیپوتیروئیدی اولیه ندارد و درمان با لووتیروکسین به تنهایی، همچنان درمان استاندارد در این رابطه محسوب می‌شود.