甲亢的诊断与其它疾病诊断方式遵循同样原则，需依据症状、体征，还有辅助检查来诊断。辅助检查对甲亢的诊断非常重要。
首先甲状腺激素，比较熟知的是T3、T4。T3是三碘甲状腺原氨酸，T4是四碘甲状腺原氨酸，也是甲状腺素，另外还有促甲状腺激素TSH。都是诊断甲亢非常重要的依据，甲亢时T3、T4会升高。常见的甲亢格雷夫斯病，是TSH受抑制，TSH降低；
还有甲状腺自身抗体检测，因为甲状腺是自身免疫性疾病，自身抗体检测非常重要。临床常用三种甲状腺自身抗体，包括甲状腺过氧化物酶抗体TPOAb，甲状腺球蛋白抗体TGAb，还有促甲状腺受体抗 体TRAb。对明确甲亢病因非常重要；
其次是甲状腺吸碘率的检查，甲亢功能亢进时摄取碘功能增加，可以看到吸碘率增高，吸碘高峰前移；
最后可以做甲状腺扫描，可看到甲状腺可能呈弥漫性肿大，放射性增强。