Код хипотиреозе, концентрација тиреостимулирајућег хормона се повећава. Дијагноза се потврђује ниским концентрацијама слободног тироксина (цТ4), Т4, Т3 у крви. У случајевима субклиничке благог хипотиреозе, када је ниво цТ4 и Т4 у крви у границама нормале, откривање повећаног нивоа тиреостимулирајућег хормона постаје кључно.