Στον υποθυρεοειδισμό, η συγκέντρωση της θυρεοειδοτρόπου ορμόνης αυξάνεται. Η διάγνωση επιβεβαιώνεται από τις χαμηλές συγκεντρώσεις ελεύθερης θυροξίνης (cT4), T4, T3 στο αίμα. Σε περιπτώσεις υποκλινικού ήπιου υποθυρεοειδισμού, όταν το επίπεδο της cT4 και της T4 στο αίμα είναι εντός των φυσιολογικών ορίων, η ανίχνευση αυξημένων επιπέδων θυρεοειδοτρόπου ορμόνης αποκτά κρίσιμη σημασία.