Als eenmaal gedacht wordt aan hypothyreoïdie, dan is de diagnose niet moeilijk te bevestigen via bloedonderzoek. Uit dat onderzoek zal dan blijken dat de TSH-concentratie is verhoogd (tenzij de oorzaak in hypofyse of hypothalamus is gelegen), de FT4 laag is, en de T3-spiegel vaak (laag tot) normaal is.
Indirecte testen, zoals cholesterol (aderverkalking!) en CPK (een spierenzym) kunnen verhoogde waarden laten zien. Ook het electrocardiogram (de hartfilm) kan afwijkingen vertonen. De aanwezigheid van antistoffen tegen het schildklier peroxidase (TPO-antistoffen) past bij de ziekte van Hashimoto.