弥漫性毒性甲状腺肿诊断的依据主要依靠甲状腺功能、甲状腺超声、甲状腺显像和甲状腺相关的抗体。需要和单纯性甲状腺肿、破坏性甲状腺毒症相鉴别。特别是破坏性的甲状腺毒症，比如甲状腺炎、亚急性甲状腺炎早期，有典型的甲亢临床表现，但是通过放射碘或者甲状腺显像检查会发现明显的降低，可以用来鉴别。有部分垂体促甲状腺激素瘤的患者，有甲亢的临床表现，但是没有突眼，黏液水肿的症状。