甲亢的诊断通常需要结合症状、体格检查以及相关实验室检查等多方面来进行。一般来说，医生会先通过询问症状初步判断，比如患者是否有怕热、多汗、心慌、手抖、食欲亢进但体重下降等表现。
一、症状表现观察
典型症状提示： 患者如果出现不明原因的怕热多汗，比如比常人更容易感觉热，出汗量增多；或者出现心慌，即使在安静状态下也能明显感觉到心跳加快；还有手抖，拿东西时会不自主颤抖；以及食欲增加但体重却下降等情况，都可能提示有甲亢的可能。
二、体格检查方面
甲状腺触诊： 医生会进行甲状腺触诊，甲亢患者的甲状腺通常会肿大，质地可能偏软，有时候能摸到甲状腺有震颤，听诊时可能会听到血管杂音。比如可以感觉到甲状腺比正常情况增大，用听诊器靠近甲状腺区域能听到类似吹风样的杂音。
三、实验室检查项目
甲状腺功能检测： 这是诊断甲亢的关键。其中血清甲状腺激素测定是重要指标，像血清总甲状腺素（TT4）、血清总三碘甲状腺原氨酸（TT3）、血清游离甲状腺素（FT4）、血清游离三碘甲状腺原氨酸（FT3）都会升高。促甲状腺激素（TSH）测定则会降低，因为甲亢时甲状腺激素分泌过多，会反馈抑制垂体分泌TSH。一般通过血液抽取进行这些指标的检测。甲状腺自身抗体检测： 比如促甲状腺激素受体抗体（TRAb）、甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TgAb）等。如果TRAb明显升高，对诊断Graves病（一种常见的甲亢类型）有重要意义。比如Graves病患者中，TRAb阳性率可高达80% - 100%。