甲亢的诊断主要通过临床表现、实验室检查和影像学检查等综合判断。一般来说，医生会先关注患者的症状表现，比如患者是否出现心慌、手抖、多汗、食欲亢进但体重下降等典型症状。
一、临床表现观察
症状表现： 甲亢患者常表现出高代谢相关症状，像心慌，每分钟心率可能超过100次；手抖，拿东西时会明显颤抖；多汗，即使天气不热也会异常出汗；还有食欲增加但体重却减轻，这是因为身体代谢加快，消耗能量增多。另外，部分患者可能出现脖子变粗（甲状腺肿大）、眼睛突出等表现。
二、实验室检查项目
甲状腺功能检查：
血清甲状腺激素测定： 血清中的甲状腺素（T4）、三碘甲状腺原氨酸（T3）会明显升高，促甲状腺激素（TSH）通常会降低。比如正常情况下TSH在0.35~5.5mIU/L，而甲亢患者的TSH往往低于正常范围，T3、T4则高于正常。甲状腺自身抗体检测： 常见的抗体有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，大约80%~90%的Graves病患者TRAb会呈阳性。
三、影像学检查辅助
甲状腺超声检查：
通过超声可以观察甲状腺的大小、形态以及血流情况。甲亢患者的甲状腺往往体积增大，血流信号也会明显增多，呈现“火海征”，也就是甲状腺内可见丰富的彩色血流信号，就像一片燃烧的火海一样，这有助于辅助诊断甲亢。
甲状腺核素扫描：
可以了解甲状腺的摄碘功能。甲亢患者通常会出现摄碘率增高，高峰提前的情况，比如2小时摄碘率可能超过25%，24小时摄碘率超过45%，而且高峰提前出现，这也能为甲亢的诊断提供依据。