桥本甲状腺炎患者体内可以存在多种甲状腺的自身抗体，最常见的抗体有以下几种：
第一、抗甲状腺球蛋白抗体，也叫TGAb，在人甲状腺球蛋白分子中至少存在七个表达类型。桥本甲状腺炎患者血清中TGAb的阳性率明显升高，而现在主要识别的是甲状腺球蛋白氨基酸序列上的1149-1250这个区域，高滴度的TGAb对桥本甲状腺炎的诊断具有重要意义。
第二、抗甲状腺过氧化物酶抗体，也叫TPOAb，甲状腺过氧化物酶是桥本甲状腺炎的主要抗原之一，现在已经能够直接测定TPOAb，因为此抗体能够介导抗体依赖性细胞介导的甲状腺滤泡细胞的破坏，并且可以结合补体产生补体依赖的细胞毒性作用，所以它在桥本甲状腺炎的破坏机制中具有重要的作用。80%以上的桥本甲状腺炎患者血中，此抗体的滴度明显升高，持续的时间比较长，可以达到数年或十几年，其中50%左右的甲状腺功能减退症患者中都存在这种抗体，因此TPOAb对桥本甲状腺炎的诊断具有特殊意义。
第三、纳碘转运体抗体，这是一种存在于甲状腺细胞表面，与碘摄取有关的蛋白质。20%-30%的桥本甲状腺患者可以存在这种抗体的阳性，此抗体可以抑制TSH诱导的甲状腺细胞对碘的摄取。
第四、甲状腺素T4和三碘甲状腺原氨酸T3抗体，在桥本甲状腺炎患者体内也可以检测到这两种抗体。这两种抗体的意义目前尚不清楚，可能与干扰T3和T4检测水平有关。