甲狀腺激素包括總T3、總T4、游離T3、游離T4。總T3、總T4是甲狀腺激素和蛋白質結合以后形成，而在血液中真正發揮甲狀腺激素作用的是游離T3和游離T4。當游離T3、游離T4用盡，總T3和總T4脫掉蛋白又變成游離狀態，這是保證機體游離的甲狀腺激素水平在一個相對恒定的數值內。發生甲狀腺激素水平升高時，尤其是游離T3游離T4升高，可見于彌漫性甲狀腺腫伴甲狀腺功能亢進癥的患者，也可見于急性甲狀腺炎、亞急性甲狀腺炎的一過性甲亢期。還可見于中樞性疾病導致的甲亢，此為垂體性甲亢，這種疾病非常少見，一般忽略不計。甲狀腺激素水平升高多是由于彌漫性甲狀腺腫伴甲狀腺功能亢進癥，發病原因是由于機體產生了自身免疫性疾病，機體把甲狀腺當成抗原產生了自身抗體。除了甲狀腺激素水平升高以外，還可以有抗體的升高，包括球蛋白抗體、微粒體抗體以及促甲狀腺激素受體抗體的升高，發生甲亢時應該給予正確的治療。