As medições clínicas da função tiroideia mais frequentemente utilizadas, tais como T3, T4 e TSH, são importantes para o diagnóstico de várias doenças da tiróide. Nenhum teste laboratorial pode diagnosticar um tipo particular de doença da tiróide com 100% de precisão, mas uma combinação de 2 ou mais testes pode normalmente medir mesmo uma função da tiróide minimamente anormal. Como mencionado anteriormente, a glândula tiróide produz T4 e T3, mas esta produção deve ser estimulada pelo TSH na hipófise, que por sua vez é regulada pelo TRH no hipotálamo. Saber isto pode ser muito útil para determinar a condição. Por exemplo, níveis baixos de T4 podem indicar doença da tiróide ou uma hipófise não funcional (incapaz de estimular a glândula tiróide a produzir T4). Normalmente, um T4 inferior resulta na libertação de TSH da glândula pituitária. Se os níveis de TSH forem elevados, a glândula tiróide (mas não a glândula pituitária) está a funcionar mal. Se T4 for baixo e TSH não for alto, a lesão pode estar na glândula pituitária. A glândula pituitária tem um impacto significativo no tratamento, uma vez que também regula outras glândulas do corpo (glândulas supra-renais, ovários e testículos), controla o crescimento e a função renal normal nas crianças. O mau funcionamento da hipófise significa que outras glândulas também podem estar a funcionar mal, e o tratamento destas disfunções glandulares é mais importante do que o da glândula tiróide. A causa mais comum de desarranjo da hipófise é um tumor da glândula pituitária, que deve ser removido cirurgicamente. Geralmente, níveis baixos de TSH são suficientes para manter a função tiroideia normal. No hipotiroidismo como o hipotiroidismo precoce, o TSH sobe, apesar de T4 e T3 permanecerem dentro do intervalo normal. Este aumento reflecte a resposta da glândula pituitária a uma diminuição da hormona da tiróide do sangue em circulação e é geralmente o primeiro sinal de um distúrbio da tiróide. O TSH é normalmente baixo na função tiroidiana normal, e as hormonas tiroidianas de baixa circulação com TSH anormalmente elevado indicam danos na hipófise. a interpretação dos níveis de TSH depende do nível de hormonas tiroidianas, pelo que as medições de TSH são normalmente combinadas com outros testes de tiróide, tais como T4 e T3. T4 é o mais comum de todos os testes de tiróide e reflecte a quantidade de hormonas tiroidianas no sangue. T4 é geralmente um bom teste à função tiroideia se o paciente não estiver a tomar qualquer medicação para a tiróide, e embora T3 seja apenas 20%, alguns pacientes têm níveis normais de T4 e altos de T3. Portanto, a combinação das duas medições fornece uma avaliação mais precisa da função tiroideia.