پزشكان معمولا برای جبران كمبود سطح هورمون‌های تیروئیدی در اثر كم‌ كاری تیروئید ، هورمون تیروكسین سنتتیك (لووتیروكسین) تجویز می‌كنند. این روش معمول‌ترین راه درمان كم كاری تیروئید است. میزان دوز این دارو براساس تاریخچه بیمار، علائم و سطح فعلی TSH تعیین می‌شود. خون بیمار باید بطور منظم برای تنظیم سطح هورمون‌های تیروئیدی آزمایش شود. مصرف لووتیروكسین بصورت روزانه و تا پایان عمر باید صورت گیرد، اما میزان دوز آن براساس نیاز بیمار در طول زمان تغییر می‌كند.
در اوایل درمان كم كاری تیروئید، دوز لووتیروكسین با اندازه‌گیری سطح TSH هر دو تا سه ماه یكبار بررسی می‌شود. میزان زیاد هورمون عوارض جانبی مختلفی دارد از جمله: افزایش اشتها، بی‌خوابی، تپش قلب و لرزش. در صورت ابتلا به بیماری عروق كرونر یا كم كاری تیروئید شدید، پزشك درمان را با دوز كمتری از دارو شروع می‌كند و به تدریج دوز را افزایش می‌دهد. در صورتی كه لووتیروكسین در دوز درست مصرف شود هیچ عارضه جانبی ندارد.