Vid hypotyreos ökar koncentrationen av tyreoidstimulerande hormon. Diagnosen bekräftas av låga koncentrationer av fritt tyroxin (cT4), T4, T3 i blodet. Vid subklinisk mild hypotyreos, när nivåerna av cT4 och T4 i blodet ligger inom normala gränser, blir det avgörande att upptäcka förhöjda nivåer av tyreoidstimulerande hormon.