Se il livello di TSH è normale o basso ed i livelli sierici di T4 libero sono bassi, il quadro è indicativo di ipotiroidismo centrale (secrezione non sufficiente di TSH o TRH da parte dell'ipofisi o dell'ipotalamo). Vi possono essere altre caratteristiche proprie dell'ipopituitarismo, come le anomalie del ciclo mestruale e l'insufficienza surrenalica. Ci potrebbe anche essere la presenza di una massa ipofisaria, come cefalea e disturbi alla vista. L'ipotiroidismo centrale dovrebbe essere studiato ulteriormente per determinare la causa sottostante.