医生首先会采集病史，根据症状及体格检查做出初步的判断，对怀疑有甲亢的病人通常需要做以下检查：

第一，促甲状腺激素，简称TSH：

血清TSH浓度的变化是反映甲状腺功能最敏感的指标。

第二，总甲状腺素，简称TT4：

这个指标比较稳定、重复性好，是诊断甲亢的主要指标之一。

第三，总三碘甲腺原氨酸，简称TT3：

大多数甲亢时，血清TT3和TT4同时升高，T3型甲亢时仅有TT3增高。

第四个，游离甲状腺素，简称FT4、游离三碘甲腺原氨酸，简称FT3：

FT4仅占T4的0.025%，FT3仅占T3的0.35%，但它们与甲状腺激素的生物效应密切相关，所以是诊断甲亢的主要指标。但因血中的FT3、FT4含量甚微，测定的稳定性不如TT3、TT4。

第五个指标，TSH受体抗体，简称TRAb：

这个指标是鉴别甲亢病因、诊断Graves病（毒性弥漫性甲状腺肿）的重要指标之一。

第六个检查，131碘摄取率：

诊断甲亢的传统方法，目前已经被超敏促甲状腺素测定技术取代。

另外，眼部的CT和磁共振的显像，可以排除其它原因所致的突眼，评估眼外肌受累的情况。

另外还有，甲状腺放射性核素扫描：

是评价碘在甲状腺组织、甲状腺结节组织内吸收情况的检查。在甲亢合并甲状腺结节、或单纯甲状腺结节时常用。对于诊断甲状腺自主高功能腺瘤有意义。