Voor het vaststellen van de functie van de schildklier kan men vaak volstaan met het meten van de serum TSH-concentratie, de meest gevoelige waarde voor schildklieraandoeningen. Als het TSH normaal is, dan is met een grote mate van zekerheid aangetoond dat de functie van de schildklier normaal is. Een verlaagd TSH wijst er vrijwel altijd op dat er te veel schildklierhormoon is. Om daar helemaal zeker van te zijn, kan er FT4-bepaling worden gedaan, die eventueel wordt aangevuld met een T3-spiegel.
De T3-bepaling is vooral van belang als de TSH-waarde laag is en er dus gedacht wordt aan hyperthyreoïdie, terwijl de FT4 normaal is. Als deze situatie zich voordoet, kan er (in 15% van de gevallen) sprake zijn van een zogenaamde T3-toxicose; dit is een hyperthyreoïdie met normaal FT4 en verhoogd T3.
Een verhoogd TSH wijst erop dat het functioneren van de schildklier tekortschiet. Hoe ernstig hij tekortschiet kan bepaald worden aan de hand van een hierop volgende FT4-bepaling. Bij het zoeken naar de oorzaak van een schildklierfunctiestoornis kan bloedonderzoek soms ook behulpzaam zijn. De referentiewaarden staan opgesomd in onderstaande tabel.