1.血常規
白細胞總數減少，淋巴細胞絕對值和百分比增高，紅細胞，血紅蛋白大多正常。
2.血糖
空腹血糖多正常，而餐后或口服葡萄糖耐量試驗時血糖峰值增高，甚至呈類糖尿病型，血漿胰島素也增高，但胰島素分泌無明顯延遲現象與甲狀腺既增加周圍組織對葡萄糖的利用，又促進糖原分解和加速腸道葡萄糖的吸收有關。
3.血脂
甲亢時膽固醇和三酰甘油的合成和分解均增強，分解多于合成，故膽固醇常偏低，三酰甘油也可稍低。
4.基礎代謝率測定
基礎代謝率是指人體在禁食14～16h后，絕對靜臥和環境溫度在16～20℃的條件下，每小時每平方米體表面積所產生的熱量，正常值為-10%～+15%，95%甲亢患者高于正常，其增高程度與病情輕重一致，臨床上以+15%～+30%為輕型，+30%～+60%為中型，>+60%為重型，但測定時應排除其他影響因素如發熱，心肺功能不全，惡性腫瘤及貧血等，臨床常見下列公式計算：方法禁食12h，睡眠8h后清晨靜臥時測脈率和血壓，再用公式計算：
基礎代謝率（%）=（脈率+脈壓差）-111
基礎代謝率（%）=0.75×[脈率+（0.74×脈壓差）]-72
5.甲狀腺功能測定
（1）TT4（血清總甲狀腺素）的測定不受食物及藥物中含碘的影響，但受TBG（血清甲狀腺素結合蛋白）的影響，隨TBG的增加或降低而增高或降低，而TBG受雌激素，妊娠，病毒性肝炎等因素影響而升高，受雄激素，嚴重肝病，低蛋白血癥的影響而下降，TT4在許多急慢性疾病時由于T4在外周組織轉化為T3減少，也可形成高TT4血癥，但此時甲狀腺功能正常，如全身感染性疾病，心肌梗死，肝腎功能不全及惡性腫瘤等，故TT4升高不能作為甲亢的肯定診斷依據。
（2）TT4（血清總三碘甲狀腺原氨酸）用放射免疫法（RIA）測定，也受TBG的影響，正常值為100～150μg/dl，甲亢發生早期往往T3增高較早且快，較T4更為敏感，且對T3型甲亢的診斷有意義，在甲狀腺功能正常的老年人，T3值一般正常或降低，故T3增高很可能是甲亢。
（3）FT4（血清游離T4）和FT3（血清游離T3）：血中甲狀腺素絕大部分與以TBG為主的血清蛋白結合而呈非游離狀態，而游離甲狀腺素含量很少，FT4僅占總T4的0.03%，FT4僅占總T3的0.3%，游離甲狀腺素的測定不受TBG的影響，直接反映甲狀腺功能狀態，其敏感性和特異性均明顯高于總T3（TT3）和總T4（TT4），是反映甲狀腺功能狀態最敏感最有價值的指標，成人正常值，RIA（放射免疫法）FT4 9-25pmol/L，FT3 3-9pmol/L，甲亢病人顯著增高，診斷符合率均高于TT3和TT4，對甲亢診斷的符合率高達100%。
（4）TSH（促甲狀腺素）測定：甲狀腺功能改變時，TSH的波動較T3，T4更迅速而顯著，故血中TSH是反映下丘腦-垂體-甲狀腺軸功能的敏感指標，甲亢時，反饋抑制TSH釋放，用IRMA（免疫放射法）測定TSH正常值為0.4～3.0mU/L或0.6～4.0mU/L，最近采用單克隆抗體免疫放射法（TSH-IMA）測定TSH發現，甲亢，甚至亞臨床甲亢時，TSH就降低，是診斷甲亢最敏感的指標，但必須指出，不論TSH測定的靈敏度多高，都必須結合臨床和其他甲狀腺功能檢查才能作出正確診斷，預后判斷和治療決策，而TSH增高一般可除外甲亢的診斷。
6.TRH（促甲狀腺激素釋放激素）興奮試驗
甲亢時血T3，T4增高，對垂體TSH細胞有抑制作用，故TSH不被TRH興奮，如靜脈注射TRH 400μg后TSH有升高反應，可排除本病，如TSH不增高則支持甲亢的診斷，同時還見于亞臨床甲亢，甲狀腺功能正常性突眼癥和垂體病伴TSH分泌不足，TSH不敏感綜合征，TSH瘤等，故診斷時需注意，該試驗在體外測定TSH，無需將核素引入體內，副作用小，對老年冠心病或甲亢心病人更為安全，基本取代T3抑制試驗，由于近年來隨著TSAB，UTSH等檢測方法的推廣，TRH興奮試驗也有被替代的趨勢。
7.甲狀腺核素顯像
包括甲狀腺攝131I測定和甲狀腺掃描，如要了解甲狀腺功能，一般不首選放射性核素做體內檢查，而應先進行其他體外試驗，甲狀腺攝131I率診斷甲亢的符合率達90%，缺碘性甲狀腺腫也可升高，但一般無高峰前移，必要時，可做T3抑制試驗鑒別，本法不能反映病情嚴重程度與治療中的病情變化，但可用于鑒別不同病因的甲亢，但本法受多種食物和含碘藥物的影響，還受許多疾病的影響，故應用甲狀腺攝131I率來診斷甲亢現已少用，如果除了解甲狀腺的功能外還需要形態方面的信息，則必須進行甲狀腺掃描，常用的核素有131I，125I，123I和99Tc，其中99Tc放射量低，不被甲狀腺有機化，靜注30min，可進行掃描，不受抗甲狀腺藥物的影響，同時還可以了解甲狀腺血液供應情況，具有一定優點。
8.影像學檢查
超聲，CT，MRI等有助于了解甲狀腺大小，占位是囊性或實性，對臨床難以摸到的小結節，上述檢查是敏感的，此外彩色多普勒超聲尚可測得甲狀腺的血流情況。