甲亢的诊断主要通过症状表现、实验室检查以及影像学检查等来综合判断。一般来说，通过相关检查能较为准确地诊断是否患有甲亢。
症状表现初步判断
典型症状提示： 患者如果出现怕热、多汗、心慌、手抖、食欲亢进但体重却减轻、大便次数增多等表现，就要考虑甲亢的可能。比如有的患者会明显感觉到比别人更怕热，即使在不太热的环境下也多汗。特殊表现留意： 部分患者还可能出现眼部症状，像眼球突出、眼裂增宽等；女性可能会有月经紊乱的情况，男性可能出现性功能减退等。
实验室检查诊断
甲状腺功能测定： 血清甲状腺激素（如总甲状腺素（TT4）、总三碘甲状腺原氨酸（TT3）、游离甲状腺素（FT4）、游离三碘甲状腺原氨酸（FT3））会升高，促甲状腺激素（TSH）会降低。通常甲亢患者的FT3、FT4水平会高于正常范围，而TSH会低于正常下限。例如，正常情况下TSH参考值一般是0.35~5.5mIU/L，甲亢患者往往会低于这个范围。甲状腺自身抗体检测： 甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TGAb）等自身抗体可能会阳性。如果TPOAb明显升高，提示可能是自身免疫性甲状腺疾病导致的甲亢。
影像学检查辅助
甲状腺超声检查： 可观察甲状腺的大小、形态以及血流情况等。甲亢患者的甲状腺可能会肿大，血流信号往往比较丰富，呈现“火海征”。通过超声检查能辅助判断甲状腺的结构是否有异常，帮助医生进一步明确诊断。甲状腺核素扫描： 能了解甲状腺的摄取功能。甲亢患者往往会出现摄取功能增强，放射性分布均匀或不均匀等表现，有助于与其他甲状腺疾病进行鉴别诊断。