典型甲减患者，凭临床症状和病征即可明确诊断。不典型患者，主要运用实验室检查诊断，即依靠检测TT4、FT4、TT3、FT3、TSH(促甲状腺激素)以及TRH(促甲状腺激素释放激素)兴奋试验等确定诊断。
【一般检查】
①血常规常有轻、中度贫血，属正细胞正色素性，小细胞低色素性或大细胞型。②血糖正常或偏低，葡萄糖耐量曲线低平。③血胆固醇，甘油三酯和β-脂蛋白增高。
【甲状腺功能检查】
①基础代谢率降低，常在-30~-45%以下;②甲状腺摄碘率低于正常，呈扁平曲线;③血清T4降低，常在38.6nmol/L(30ng/ml)以下，FT4常<9.11pmol/L(7.08pg/ml);血清T3与FT3亦可有不同程度降低，但轻中度患者有时可正常，血清rT3可低于 0.3nmol/L(0.2ng/ml)。
【下丘脑-垂体-甲状腺轴功能检查】
①血清TSH测定，正常人多<10mu tsh="">20mu/L(20μu/ml);继发性甲减则显着降低，可<0.5mu/L(0.5μv/ml)，②TSH兴奋试验，皮下注射TSh
10单位后，如甲状腺摄131碘率明显升高，提示为继发性甲减，如不升高，提示为原发性甲减。③TRH兴奋试验，静脉注射TRH200～500μg后，如血清TSH呈延迟增高反应，提示病变可能在下丘脑水平，如无增高反应，病变可能在垂体，如TSH基础值较高，TRH注射后更高，则提示病变在甲状腺。
【X线检查】
作头颅平片、CT、磁共振或脑室造影，以除外垂体肿瘤、下丘脑或其他引起甲减症的颅内肿瘤。原发性甲减，垂体与蝶鞍可继发性增大。
【甲状腺自身抗体检查】
病因与甲状腺自身免疫有关者，患者血中抗甲状腺微粒体抗体(TMA)和抗甲状腺球蛋白抗体(TGA)可增高。