实验室检查对明确诊断十分重要，尤其是临床表现不典型的病例。
1.基础代谢率(BMR)：是过去常用的诊断手段之一，但由于影响因素过多，包括技术，环境，病人的精神状态以及一些慢性疾病的影响等等，目前不再作为诊断标准，但用于病人自测仍有一定参考价值，病人可自测血压，脉搏，再用公式计算后求出。
2.血清甲状腺激素
(1)总甲状腺素(TT4)：是血中结合T4及游离T4的总和，血清甲状腺激素结合蛋白(TBG)正常时，TT4大于正常参考值。
(2)总三碘甲状腺原氨酸(TT3)：是血中结合T3及游离T3的总和，血清TBG正常时，TT3结果若大于正常参考值高值，可诊为甲亢。
(3)T3摄取试验(T3U)：反映TBG的饱和程度，正常参考值为24%～35%，或0.8～1.2，血清TBG正常时，测量值大于35%，或1.3时支持甲亢的诊断。
(4)游离T4(FT4)：是血液中甲状腺激素不与TBG结合的部分，甲亢时升高，正常参考值：10.3～25.8mol/L或0.8～2.0ng/dl。
(5)游离T3(FT3)：为不与甲状腺激素结合的部分，甲亢时升高(成人正常参考值为2.2～6.8pmal/L或1.4～4.4pg/ml)。
3.血清TSH测定及TRH兴奋试验
(1)血清促甲状腺激素(TSH)：Graves病时，血清TSH下降，正常参考值：3.8～7.5mU/L(RIA法)或0.4～5.0mU/L(ICLA法)。
(2)TRH兴奋试验：正常情况下，下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH) 促进垂体TSH的分泌，TSH促进甲状腺激素分泌，Graves病时，病人注射TRH以后TSH无反应，少数病人反应减低。
4.131I摄取率及抑制试验
(1) 131I摄取率：甲亢时升高，或有高峰前移，但有些因素，如含碘丰富的食物及药物等可影响131I摄取率的测定。
(2)抑制试验：比较服用甲状腺前后的131I摄取率，Graevs病时131I摄取率不受抑制，或<50%。
5.血清生物化学检查
(1)血脂可减低。
(2)血糖及糖耐量：由于糖吸收增加，可出现糖尿病，表现为血糖升高，或糖耐量减低。
(3)血清磷，碱性磷酸酶及骨钙素：升高，血清甲状旁腺激素及1,25-双羟维生素D3下降，尿钙及羟脯氨酸排量增加。
6.核素扫描：甲状腺呈现弥漫性放射性碘吸收亢进(图12)。
7.超声检查：B型超声检查对Graves病的诊断帮助不大，彩色多普勒超声检查诊断有一定价值，甲状腺腺体呈弥漫性肿大，局灶性回声减低，可见典型的“火海征”，甲状腺动脉，特别是上动脉的血流速度明显加快，血管阻力减低。
8.X线检查：X线平片检查可以帮助确定气管有无受压，甲状腺的腺体有无坠入胸腔内，CT扫描有助了解甲状腺位置，甲状腺与血管和食管的关系。
9.MRI检查：甲状腺弥漫性增大，T1WI，T2WI均表现为高信号，信号均匀，为其MRI信号改变的特征(图14)，这种T1WI高信号与血清高甲状腺素水平，24h摄碘功能增高相关，在高分辨MRI图上，增大的腺体实质内可见众多粗糙的条索状纤维间质和扩张的血管影。
