S hypotyreoidizmom stúpa koncentrácia hormónu stimulujúceho štítnu žľazu. Diagnóza je potvrdená nízkymi koncentráciami voľného tyroxínu (cT4), T4, T3 v krvi. V prípadoch subklinickej miernej hypotyreózy, keď je hladina cT4 a T4 v krvi v normálnom rozmedzí, je dôležitá detekcia zvýšeného hormónu stimulujúceho štítnu žľazu.