通常情况下，甲减可通过血液检查、甲状腺131碘吸收率检查以及甲状腺核素成像检查等明确诊断。
1、血液检查
患者首先可进行血液检查甲状腺激素，主要的检查指标包括血清促甲状腺激素、总甲状腺素以及游离甲状腺素。通常情况下，若检查结果显示血清促甲状腺激素增高，而总甲状腺素或者是游离甲状腺素减低，则可考虑为原发性临床甲减。但若血清促甲状腺激素增高，而总甲状腺素或者是游离甲状腺素正常，可能为原发性亚临床甲减。若血清促甲状腺激素减低或正常，而总甲状腺素或者是游离甲状腺素减低，大多可诊断为中枢性甲减。
2、甲状腺131碘吸收率检查
由于人体甲状腺可以选择性从血液中吸取碘，所以同位素131碘也可以被甲状腺吸收，而通过测定颈部甲状腺部位的放射性计数就可以计算出人体甲状腺吸碘的速率与强度，从而反映甲状腺的功能。正常人群三小时甲状腺131碘吸收率在0.057-0.245，若低于此范围，提示患者可能存在甲减。
3、甲状腺核素成像检查
甲状腺核素成像又叫做同位素甲状腺成像、甲状腺静态显像等，即利用甲状腺组织摄取和浓集碘能力，通过注射或口服同位素131碘，再通过显像仪器对人体甲状腺进行扫描。这不仅可鉴别甲状腺结节的性质，还可判断甲状腺功能，若摄131碘功能低于正常，表示患者可能存在甲减。