在自主高功能性甲状腺瘤的早期，血清中的甲状腺激素水平大多是正常的。只有当甲状腺机能亢进症状明显时，血清才会出现T3、T4会升高。这种疾病通常表现为T3相反，型甲亢，T3型甲亢时以毒性腺瘤引起者为多见，TRH兴奋试验或T3抑制性试验在本病早期无异常。只有甲状腺机能亢进症状出现后才有相应的阳性表现，因此这些试验对本病的诊断只有部分参考意义。
1.甲状腺摄入131I率：可正常或轻微升高。
2、T3抑制试验：示摄131I不受外源性T3抑制（或TRH兴奋试验无反应)，表明甲状腺结节有自主性。
3.血清甲状腺激素（T3，T4）测定：多数病人T3、T4均升高，部分患者只有T3升高，即T3甲状腺机能亢进，因此血液中联合测定T3、T4能更好地反映甲状腺功能状态，有助于确定患者是否有甲状腺功能亢进。
应用131I或99mTc甲状腺显像检查对本病的诊断最有意义。绝大多数患者是单一的“热结节”，结节部分呈放射性浓缩“热结节”。周围萎缩的甲状腺组织只部分显示，扫描时甚至可以完全不显示。如用外源性TSH兴奋，周围的甲状腺组织可以重新显影。极少数患者多发性。“热结节”，抑制结节以外甲状腺组织的碘吸收功能。
