单纯性甲状腺肿的诊断主要根据患者有甲状腺肿大而临床或实验室检查甲状腺功能基本正常。单纯性甲状腺肿应与慢性淋巴细胞性甲状腺炎鉴别,因后者可仅表现为甲状腺肿大,但甲状腺球蛋白抗体与甲状腺微粒体抗体常明显增高。由于合成的甲状腺激素减少,血中甲状腺素结合蛋白的亲和力下降,包括甲状腺素结合血红蛋白、血浆蛋白、转甲状腺蛋白等,此时血中TT3降低而不是FT3降低,血清中rT3(无活性的反T3)增高(由于脱碘酶的活性改变所致)。