1.血總甲狀腺素（總T4）測定，在估計患者甲狀腺激素結合球蛋白（TBG）正常情况下，T4的增高（超過12ng/dl）提示甲狀腺功能亢進症。如懷疑TBG可能有异常，則應測定I125-T3結合比值（正常時為0.99±0.1，甲狀腺功能亢進症時為0.74±0.12）並乘以T4數值，以糾正TBG的异常，計算出遊離甲狀腺指數（FT4I），本病患者結果增高。如正常，應爭取作進一步檢查。
2.血總T3正常值100～150mg/dl，本病時增高，幅度常大於總T4。
3.反T3（rT3）的測定，血rT3正常平均值為50ng.dl，甲狀腺功能亢進症時明顯增高。
4.游離T4（FT4）和游離T3（FT3）FT4和FT3的測定結果不受前述TBG的影響，能較總T4和T3總的結果更正確地反映T4功能狀態。正常值：FT4為10.3～25.7pmol/L，FT3為2.2～6.8pmol/L。甲狀腺功能亢進症患者結果明顯高於正常高限。
5.甲狀腺攝131I率，如攝碘率增高，3小時大於25%，或24小時大於45%（近距離法），峰值前移可符合本病，但宜作T3抑制試驗，以區別單純性甲狀腺腫。
6.T3抑制試驗方法見前述。正常及單純甲狀腺腫時第二次攝131I率明顯下降，達50%以上。本病及浸潤性突眼患者中，TSH對甲狀腺的刺激已為TSAb所取代，且不受T3和T4所抑制，故在眼用T320μg每8小時一次一周後，第二次攝131I率不被抑制或小於50%。此法對老年有冠心病者不宜採用，以免引起心律紊亂或心絞痛。
7.促甲狀腺激素釋放激素（TRH）興奮試驗有興奮反應患者正常，如TSH接近於零，或用靈敏感度較高的免疫量測分析（immunometricasay）結果TSH低於正常，且不受TRH興奮，可提示甲狀腺功能亢進症（包括T3甲狀腺功能亢進症）。本試驗意義與T3抑制試驗相似，且可避免攝入T3影響心臟，加重症狀等缺點，惜試劑供應尚未能普及。
8.TSAb或TSI本病患者陽性率約80%～90%，經治療病情緩解後TSAb的活性明顯下降或轉正常，有利於隨訪療效和鑒定治療後復發可能。臨床上也常以此估計抗甲狀腺藥物停服合適時間。
9.抗甲狀腺球蛋白抗體（TGA）和抗甲狀腺微粒體抗體（MCA）在本病中TGA和MCA均可陽性，但其滴度遠不如橋本甲狀腺炎高。