W przypadku niedoczynności tarczycy wzrasta stężenie hormonu tarczycy. Diagnozę potwierdzają niskie stężenia wolnej tyroksyny (cT4), T4, T3 we krwi. W przypadkach subklinicznej łagodnej niedoczynności tarczycy, gdy poziom cT4 i T4 we krwi mieści się w prawidłowym zakresie, wykrywanie podwyższonego hormonu pobudzającego czynność tarczycy staje się kluczowe.