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A dosagem de tiroxina total sérica em gatos é o exame de escolha para o diagnóstico do hipertireoidismo que é considerada a doença endócrina mais comum em gatos domésticos. Fatores como luminosidade e temperatura já foram incriminados como causa de variação das concentrações de hormônios tireoidianos em cães. O objetivo do presente estudo foi determinar valores séricos de referência para a tiroxina total em gatos saudáveis pelo método de quimioluminescência no Rio de Janeiro; comparar estes valores aos atualmente utilizados por laboratórios no Brasil e no exterior; além de analisar o efeito da idade e do sexo sobre os valores de tiroxina sérica total nos animais avaliados. A tiroxina sérica foi dosada em 119 amostras por meio de ensaio imunoenzimático por quimioluminescência. A faixa etária dos 119 felinos incluídos neste estudo variou de cinco meses a 18 anos (média de 7,11 ± 3,64). O menor valor de concentração sérica de T4 encontrado foi de 0,44 µg/dL e o maior valor foi de 4,6 µg/dL. A faixa de referência para a tiroxina nesta população ficou entre 0,75 e 3,5 µg/dL. De acordo com as amostras coletadas neste estudo, os valores médios da concentração de T4 para gatos machos e fêmeas foram considerados os mesmos para um erro α = 0,05. A idade, no entanto, apresentou um efeito significativo na concentração de T4 (p < 0,05) e correlação positiva. Measurement of serum total thyroxine is the standard method to diagnose feline hyperthyroidism which is now considered the most common endocrine disease in cats. Factors as luminosity and temperature were incriminated as causes for thyroid hormones variation in dogs. The present study aimed to determine reference values for serum total thyroxine in healthy cats in Rio de Janeiro; to compare these findings with values from laboratories inside and outside Brazil and finally, to analyze the effect of gender and age on serum total thyroxine concentration. One hundred nineteen healthy cats, living in Rio de Janeiro for at least five months, from both sex and different breeds were used in this study. Serum thyroxine was measured on 119 samples by Chemiluminescent Enzyme Immunoassay (CEIA) method. Cats aged between five months and 18 years (7.11 ± 3.64). The lowest and highest serum T4 concentration founded in the whole population was 0.44 µg/dL and 4.6 µg/dL respectively. The reference range for this population was 0.75 - 3.5 µg/dL. According to samples included in this study, there was no difference between males and females thyroxine values (α = 0.05). However, age significantly influenced T4 concentrations with a positive correlation (p < 0.05).