Pri hypotyreóze sa zvyšuje koncentrácia hormónu stimulujúceho štítnu žľazu. Diagnózu potvrdzujú nízke koncentrácie voľného tyroxínu (cT4), T4, T3 v krvi. V prípadoch subklinickej miernej hypotyreózy, keď je hladina cT4 a T4 v krvi v normálnych medziach, je detekcia zvýšených hladín hormónu stimulujúceho štítnu žľazu kľúčová.