甲狀腺功能受下丘腦-垂體-甲狀腺內分泌軸的回饋調節， 對下丘腦-垂體-甲狀腺調節功能的檢測有助於反映內分泌器官的功能， 對於甲狀腺功能亢進的病因診斷和治療監測具有重要意義。 常有檢查包括血清甲狀腺細胞促甲狀腺激素測定、高敏感促甲狀腺激素免疫放射測定、促甲狀腺激素釋放激素興奮試驗、三碘甲狀腺原氨酸抑制試驗等。
甲亢患者的甲狀腺細胞TSH較T3、T4靈敏度高， 是反映甲狀腺功能最有價值的指標， 血清甲狀腺細胞TSH測定對亞臨床型甲亢和亞臨床型甲減的診斷和治療監測具有重要意義。
甲亢患者由於高甲狀腺激素的刺激作用， 機體對TRH刺激無明顯的反應性， 通過TRH興奮試驗可以排除其他垂體病變引發的甲狀腺功能異常。
T3抑制試驗用於鑒別甲狀腺腫伴攝碘率增高的甲亢患者和單純性甲狀腺腫患者， 通過此檢查可以明確診斷浸潤性突眼。 甲亢患者及浸潤性突眼患者不被抑制， 其他原因引起的突眼患者， T3抑制試驗正常。
