要诊断甲状腺疾病，就需要检测血液中甲状腺激素水平。

1. 血清游离甲状腺激素测定：正常成人血清游离甲状腺激素（FT4）为 9~25pmol/L，游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）为 2.1~5.4pmol/L。

2. 血清总甲状腺素测定：正常成人血清总甲状腺素（TT4）水平为 64~154nmol/L，血清三碘甲状腺原氨酸（TT3）为 1.2~2.9nmol/L。

3. 血清促甲状腺激素（TSH）测定：血清促甲状腺激素的检测是筛查甲状腺功能异常、原发性甲减甲状腺激素替代治疗的主要方法。TSH 的分泌对血清中 FT4 微小变化十分敏感，在发生甲减早期，FT4 还未检测到异常时，TSH 已经发生改变。血清 TSH 测定方法已经经历了 3 个阶段的改进。第一代 TSH 测定，主要采用放射免疫测定技术，灵敏度较差（1~2mIU/L），下限值为 0mIU/L，可以诊断原发性甲减，但无法诊断甲亢；第二代TSH 测定以免疫放射法为代表，敏感性和特异性明显提高，称为敏感 TSH 测定，其正常值范围为0.3~4.5mIU/L，该方法已经能够诊断甲亢；第三代 TSH 测定以免疫化学发光法为代表，灵敏度为0.01~0.02mIU/L，称为超敏感 TSH 测定。建议选择第三代的测定方法。TSH 参考值 0.3~4.8mIU/L。

4. 甲状腺自身抗体测定：甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TgAb）是确定原发性甲减病因的重要指标和诊断自身免疫甲状腺炎（包括桥本甲状腺炎、萎缩性甲状腺炎等）的主要指标。一般认为 TPOAb 的意义较为肯定。如果 TPOAb 阳性伴血清 TSH 水平增高，说明甲状腺细胞已经发生损伤。TPOAb 阳性与甲减有明显相关。

5. 辅助检查：可伴轻、中度正细胞正色素性贫血，可能与甲状腺激素不足，影响促红细胞生成素的合成有关。血总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、LP(a)、甘油三酯升高。血肌酸激酶、天冬氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶可以升高，但肌红蛋白升高并不明显，肌钙蛋白也无变化。血同型半胱氨酸增高。严重的原发性甲减时可有高催乳素血症。