甲亢通常是指彌漫性甲狀腺腫伴甲狀腺功能亢進癥，主要是機體出現高代謝癥候群。若患者懷疑自己患有甲亢，醫生會根據其臨床癥狀、體征、實驗室檢查及影像學檢查結果來進行綜合診斷。其中實驗室檢查主要通過抽血進行檢測。
抽血檢測可以明確患者血液中總甲狀腺激素的狀態。正常情況下，總T3、總T4、游離T3、游離T4等激素主要在甲狀腺內合成、分泌、釋放入血。促甲狀腺激素由下丘腦垂體分泌，專門用以調節甲狀腺激素。當甲狀腺激素水平過高時，促甲狀腺激素可抑制甲狀腺激素的合成。因此，若患有甲亢，報告結果常顯示甲狀腺激素水平高，而促甲狀腺激素則在低水平狀態。此外，血液檢查還要查促甲狀腺激素受體抗體、甲狀腺球蛋白抗體、微粒體抗體等，促甲狀腺激素受體抗體在甲亢的發病過程中呈升高狀態。
甲亢的診斷除上述方法外，還可以通過核素碘-131進行診斷。碘-131診斷甲亢時，若患者高峰前移、峰值提高，可以支持甲亢診斷。同時還可通過基礎代謝率明確病情。