Диагностицирането на заболяванията на щитовидната жлеза, в частност при хипотиреоидизъм, изисква комплексен подход. Често заболяването протича скрито, което значително затруднява поставянето на диагнозата, но в много от случаите именно комплексният подход и цялостното и обстойно изследване на болния се оказват крайъгълния камък при откриването на болестта.

Ранното откриване на болестта и своевременната терапия значително подобряват прогнозата при пациентите.

• Преглед: изключително важна част от прегледа е определянето състоянието на щитовидната жлеза с помощта на оглед и палпация, съответно определяне на стадия, съгласно възприетата от СЗО класификация за тежестта на засягане на жлезата. Повечето пациенти при този преглед са с увеличена жлеза степен 1Б или втора степен(жлеза, която е с видимо увеличени размери при опъване на шията назад и в нормална позиция на главата и шията). В хода на прегледа се препоръчва определяне на неврологичния статус (наличие на патологични рефлекси, промени в обичайните рефлекси), сърдечен пулс и кръвно налягане, промени в поведението, като често се откриват забавяне на пулса, възможно е забавяне на реакциите на пациента, забавен мисловен процес (брадипсихия)
• Лабораторни изследвания: много важни за поставянето на диагнозата, дори при липса на отклонения при другите методи на изследване, са резултатите от лабораторните изследвания. За целта се взима венозна кръв и се определят нивата на общия тироксин (Т4), свободния тироксин (FT4), общ трийодтиронин (Т3), свободен трийодтиронин (FT3), тироксин-свързващ глобулин (TBG), както и определяне нивата на тиреостимулиращия хормон (TSH). При хипофункция на жлезата обикновено се установява понижение на щитовидните хормони на фона на повишение на тиреостимулиращия хормон. При някои пациенти при необходимост от диагностично уточняване се препоръчва изследване и за тиреоидни антитела. При наличие на характерните за хипотиреоидизъм прояви обикновено се изследват нивата на ТАТ (тиреоглобулинови антитела), които представляват антитела, насочени към тиреоглобулина, необходим за изграждането на щитовидните хормони. Стойностите им са повишени при тиреоидит на Хашимото и някои други автоимунни и/или неопластични заболявания на щитовидната жлеза, протичащи с хипотиреоидизъм. Други антитела, които се изследват при хипотиреоидизъм, са МАТ или наричани микрозомални антитела, чиито стойности също се повишават ако състоянието е причинено от автоимунно заболяване и са честа находка при тиреоидит на Хашимото. Като цяло продукцията на антитела насочва към автоимунен процес. Препоръчва се изследване и на пълна кръвна картина, определяне нивата на хемоглобин и хематокрит (в хода на болестта е възможно развитие на анемичен синдром, обикновено в лека степен), изследване нивата на чернодробните ензими и холестерол (характерен белег на напреднало заболяване е хиперхолестеролемията – повишени нива на холестерол.)
• Образни и инструментални методи на изследване: прилагат се обикновено за определяне на тежестта на заболяването, като най-често се извършва ултразвуково изследване на щитовидната жлеза (ехография), при необходимост и компютърна томография (скенер), ядрено-магнитен резонанс, рентгеново изследване на жлезата (извършва се по-рядко поради многобройните предимства на останалите образни методи), радиоизотопно изследване (обременяване с радиоактивен материал, най-често технеций). При съмнения за онкологично заболяване се препоръчва извършване на тънкоиглена аспирационна биопсия (вземане на проба от жлезата) и хистологичен анализ на получения материал.