患有甲亢的時候，醫生有可能會檢查甲狀腺大小，通過手的觸摸或者是甲狀腺超聲，往往會發現甲狀腺功能的亢進和甲狀腺大小有可能不完全平行。有的人有彌漫性腫大，甚至出現多結節的甲狀腺腫，但有些人甲狀腺可能沒有明顯的腫大，完全正常，甚至有些人甲狀腺會比通常的所謂標準有一定的減小。診斷甲亢最關鍵的是結合臨床癥狀，如高代謝、怕熱、多汗、手抖、心慌、吃得多、消瘦，以及容易發脾氣。同時，進行甲狀腺激素的測定，如果是高甲狀腺激素血癥，而且自身的抗體明顯異常，有可能進行甲狀腺同位素掃描，往往顯影非常明顯，攝取同位素明顯增高，但是甲狀腺的大小往往和病情不一定完全平行。有些人是血當中甲狀腺激素水平增高，但是甲狀腺形態有可能偏小，有可能是所謂的破壞性甲狀腺激素一過性釋放入血。這種情況往往不是真正的甲亢，是焦甲狀腺毒癥，並不是真正的血鋰中毒，而是血當中甲狀腺激素水平增高，是由於各種炎性破壞，比如亞急性甲狀腺炎、自身免疫性甲狀腺炎，或者是像產後甲狀腺炎，都可以出現血液裡面甲狀腺激素水平增高，有甲亢的表現，但是甲狀腺偏小。這種破壞性血液當中，甲狀腺激素水平增高往往不需要使用抗甲狀腺的藥物治療，隨著各種炎癥的好轉，高甲狀腺激素血癥完全能夠恢復正常。
