体格检查发现患者的甲状腺肿大（轻度到重度肿大），老年患者甲状腺肿大常常不明显，甲状腺质地软或中等，重症患者用听诊器可以听到全期的血管杂音，严重甲亢甚至用手触摸有震颤。甲亢患者的心率多数增快，安静时心率常常超过90次/分，老年患者可以表现快速房颤。甲亢患者皮肤潮热，手细颤，不少患者还表现眼睑水肿、睑裂增宽，双眼少瞬目，球结膜充血水肿。严重患者可以表现突眼、眼球活动受限，甚至眼睑闭合不全。

甲亢诊断并不困难，据临床表现。体征只要考虑到甲亢，进行甲状腺功能检查即可诊断。甲状腺分泌的T3、T4、FT3、FT4明显升高，由于甲状腺和垂体轴的反馈作用，TSH常常降低。如果一个患者的T3、T4、FT3、FT4升高，同时伴TSH下降，那只有一种可能，即甲状腺功能亢进。

由于甲亢是甲状腺自身免疫病，所以常常伴随甲状腺自身抗体升高，甲状腺球蛋白抗体和甲状腺过氧化物酶抗体升高，Graves病患者是由于滤胞细胞产生了一种刺激甲状腺功能的免疫球蛋白-TSI，所以临床检验促甲状腺素（TSH）受体抗体-TRAb阳性。有些甲亢患者可以只表现T3和FT3升高，T4和FT4正常，但TSH下降，我们称其为“T3甲亢”。“T3甲亢”多见于老年甲亢患者或毒性功能自主热结节患者。