La valutazione tramite test di laboratorio dei livelli dell'ormone stimolante la tiroide, è considerato il miglior metodo iniziale per diagnosticare l'ipotiroidismo. Una seconda valutazione a distanza di alcune settimane, è generalmente richiesta come conferma. Tuttavia, tali livelli possono essere alterati nel caso di altre malattie e il test del TSH nelle persone ricoverate in ospedale è sconsigliato a meno che la disfunzione tiroidea non sia fortemente sospettata. Un livello di TSH elevato indica che la tiroide non produce abbastanza ormone tiroideo e spesso si misurano anche i livelli di T4 libero. La misurazione di T3 è sconsigliata nei casi di ipotiroidismo. Vi sono una serie di scale di valutazione dei sintomi di ipotiroidismo che forniscono un certo grado di obiettività, ma tuttavia sono uno strumento limitato per la diagnosi.