甲状腺功能减退症最先出现异常的指标是促甲状腺激素TST的升高。
随着病变的严重程度，如果病情严重，甲状腺激素的水平，包括总T3、总T4、游离T3游离T4，可以呈不同程度地下降。如果是由于桥本氏甲状腺炎所造成的甲减，这时甲状腺微粒体抗体、甲状腺球蛋白抗体都可以升高。
甲状腺功能减退症根据出现的实验室指标和临床症状，分为亚临床甲状腺功能减退症和临床型甲状腺功能减退症。在亚临床甲状腺功能减退证实只是出现促甲状腺激素的水平升高，症状不明显。而且甲状腺激素的水平在正常范围内当发生临床型甲状腺功能减退症时，除了促甲状腺激素水平。身高甲状腺激素的水平就开始下降，机体表现为低代谢症候群。