得了甲亢的诊断通常需要结合临床症状、实验室检查等多方面来进行。一般来说，医生会先通过询问患者症状，比如是否有多汗、心慌、手抖、消瘦等表现，然后进行血液检查等。其中血清甲状腺功能检查是诊断甲亢的关键，比如血清促甲状腺激素（TSH）水平通常会降低，而游离甲状腺素（FT4）、游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）水平会升高。
血清甲状腺功能检查：
促甲状腺激素检测： 甲亢患者体内甲状腺激素分泌过多，会反馈抑制垂体分泌促甲状腺激素，所以血清TSH水平一般低于正常范围。正常情况下，血清TSH参考值通常在0.35~5.5μIU/mL，而甲亢患者往往低于0.35μIU/mL。游离甲状腺素与游离三碘甲状腺原氨酸检测： FT4和FT3能直接反映甲状腺的功能状态，甲亢患者的FT4和FT3水平通常会高于正常参考值。一般FT4参考值为12~22pmol/L，FT3参考值为3.1~6.8pmol/L，甲亢患者这两项指标会超出此范围。
甲状腺自身抗体检测：
促甲状腺激素受体抗体（TRAb）： 约80%~100%的Graves病（一种常见的甲亢类型）患者TRAb阳性。TRAb可以刺激甲状腺细胞增生和甲状腺激素合成与分泌，对甲亢的病因诊断有重要意义。甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）和甲状腺球蛋白抗体（TgAb）： 如果这两种抗体阳性，提示可能存在自身免疫性甲状腺疾病，比如自身免疫性甲状腺炎相关的甲亢，这两种抗体升高可能与甲状腺的自身免疫损伤有关。
甲状腺超声检查：
形态学观察： 通过甲状腺超声可以观察甲状腺的大小、形态等。甲亢患者的甲状腺超声可能显示甲状腺体积增大，血流信号丰富，呈现“火海征”等表现。比如甲状腺双侧叶可能弥漫性增大，实质回声不均匀，彩色多普勒血流显像可见甲状腺内血流信号明显增多，呈繁星状或火海状分布。血流情况评估： 超声还能检测甲状腺的血流速度等情况，甲亢时甲状腺血流通常会明显增加，通过测定血流参数可以辅助诊断甲亢以及评估病情的严重程度。