毒性弥漫性甲状腺肿的鉴别主要是两方面
一方面是腺毒症原因的鉴别，主要是甲状腺功能亢进症所致的甲状腺毒症与破坏性甲状腺毒症，例如亚急性甲状腺炎的鉴别，两者均有高代谢表现，甲状腺肿和血清甲状腺水平升高，而病史、甲状腺体征、彩色多普勒超声和碘131摄取率是主要的鉴别手段。
另外一方面，是甲状腺功能亢进症的原因鉴别，弥漫性甲状腺肿，结节性毒性甲状腺肿和甲状腺自主高功能腺瘤分别约占病因的80%，10%和5%。浸润性突眼，促甲状腺受体抗体阳性，胫前粘液性水肿等均支持弥漫性甲状腺病的诊断，结节性毒性甲状腺肿，甲状腺自主高功能腺瘤的诊断主要依靠放射性核素扫描和甲状腺B超。弥漫性甲状腺肿的放射性核素扫描，可见核素均质性的分布增强，甲状腺毒性甲状腺肿，可见核素分布不均，增强和减弱区呈灶性分布，甲状腺自主高功能腺瘤则仅在肿瘤区有核素浓聚，其他区域的核素分布稀疏，甲状腺B超可以发现结节和肿瘤。