除臨床表現外，主要依靠檢測TT4、FT4、TT3、FT3、TSH以及TRH興奮試驗等確立診斷。
一、一般檢查①血常規常有輕、中度貧血，屬正細胞正色素性，小細胞低色素性或大細胞型。②血糖正常或偏低，葡萄糖耐量曲線低平。③血膽固醇，甘油三酯和β-脂蛋白增高。
二、甲狀腺功能檢查①基礎代謝率降低，常在-30--45%以下;②甲狀腺攝碘率低于正常，呈扁平曲線;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與FT3亦可有不同程度降低，但輕中度患者有時可正常，血清rT3可低于0.3nmol/L(0.2ng/ml)。
三、下丘腦-垂體-甲狀腺軸功能檢查①血清TSH測定，正常人多<10mu tsh="">20mu /L(20μu/ml);繼發性甲減則顯著降低，可<0.5mu/L(0.5μv/ml)，②TSH興奮試驗，皮下注射TSh10單位后，如甲狀腺攝131碘率明顯升高，提示為繼發性甲減，如不升高，提示為原發性甲減。③TRH興奮試驗，靜脈注射TRH200~500μg后，如血清TSH呈延遲增高反應，提示病變可能在下丘腦水平，如無增高反應，病變可能在垂體，如TSH基礎值較高，TRH注射后更高，則提示病變在甲狀腺。
四、X線檢查作頭顱平片、CT、磁共振或腦室造影，以除外垂體腫瘤、下丘腦或其他引起甲減癥的顱內腫瘤。原發性甲減，垂體與蝶鞍可繼發性增大。
五、甲狀腺自身抗體檢查病因與甲狀腺自身免疫有關者，患者血中抗甲狀腺微粒體抗體(TMA)和抗甲狀腺球蛋白抗體(TGA)可增高。