Kod hipotireoze se povećava koncentracija hormona koji stimulira štitnjaču. Dijagnoza se potvrđuje niskim koncentracijama slobodnog tiroksina (cT4), T4, T3 u krvi. U slučajevima subkliničke blage hipotireoze, kada je razina cT4 i T4 u krvi unutar normalnih granica, otkrivanje povišene razine hormona koji stimulira štitnjaču postaje ključno.