Med hypothyroidisme øker skjoldbruskstimulerende hormonkonsentrasjon. Diagnosen er bekreftet av lave konsentrasjoner av fri tyroksin (cT4), T4, T3 i blodet. I tilfeller av subklinisk mild hypothyroidisme, når nivået av cT4 og T4 i blodet ligger innenfor det normale området, blir deteksjon av et forhøyet skjoldbruskstimulerende hormon avgjørende.