A hormona estimulante da tiróide é um indicador sensível da função tiroidiana, com um intervalo normal de 0,27-4,2 mU/L. Se tiver hipertiroidismo, o padrão para TSH deve ser inferior a 0,27 mU/L, e em muitos casos pode ser inferior a 0,01 mU/L. Para além da TSH, o diagnóstico de hipertiroidismo também deve depender do nível de hormona tiroidiana livre . O diagnóstico de hipertiroidismo primário é feito se o nível da hormona tiróide livre for também significativamente superior ao normal e for acompanhado por uma diminuição dos níveis da hormona estimuladora da tiróide. Se apenas o nível de TSH for diminuído e o nível de hormona tiroidiana livre for normal, o diagnóstico é apenas de hipertiroidismo subclínico. Em doentes com hipertiroidismo subclínico, normalmente não é necessário qualquer tratamento. Os doentes com hipertiroidismo em fase clínica requerem medicação anti-hipertiroidária oral.