Kilpirauhasen vajaatoiminnassa tyreotropiinin (Thorax) pitoisuus kohoaa. Diagnoosi varmistetaan, kun vapaan tyroksiinin (T4), T4:n ja T3:n pitoisuudet veressä ovat alhaiset. Lievässä subkliinisessä kilpirauhasen vajaatoiminnassa, kun veren T4- ja T4-pitoisuudet ovat normaalirajoissa, kohonneiden tyreotropiinipitoisuuksien havaitseminen on ratkaisevan tärkeää.