Bij het lichamelijk onderzoek kijkt de arts eerst naar de schildklier, al of niet na slikken. Vervolgens zal hij de schildklier palperen (bevoelen) waarbij hij let op de consistentie, de beweeglijkheid, de samenhang met de huid of onderliggende weefsels, de grootte en op eventuele knobbels (noduli). Bij verdenking op hyperthyreoïdie kan de arts ook nog luisteren of er een geruis is over de schildklier. Hoort hij dat geruis, dan bewijst dat de aanwezigheid van hyperthyreoïdie.
Bij een bepaalde vorm van hyperthyreoïdie, de ziekte van Graves (zie Hyperthyreoïdie), komen specifieke oogafwijkingen voor en kan er sprake zijn van opgezette onderbenen (pretibiaal myxoedeem).