Cu hipotiroidism, concentrația hormonului stimulator tiroidian crește. Diagnosticul este confirmat de concentrațiile scăzute de tiroxină liberă (cT4), T4, T3 în sânge. În cazurile de hipotiroidism usor subclinic, atunci când nivelul de cT4 și T4 din sânge se încadrează în limitele normale, detectarea unui hormon tiroidian stimulant crescut devine crucială.