毒性弥漫性甲状腺肿需要与毒性结节性甲状腺肿、单纯性甲状腺肿、亚急性甲状腺炎进行鉴别。

1、毒性结节性甲状腺肿：是由甲状腺内结节性病变分泌过剩的甲状腺激素而引起。结节性病变狭义的是指功能亢进性滤泡腺瘤、毒性腺瘤，超声检查可明确区分，必要的话可以进行甲状腺扫描和穿刺病理检查。

2、单纯性甲状腺肿：因缺碘、致甲状腺肿物质或相关酶缺陷等原因所致的代偿性甲状腺肿大，不伴有明显甲状腺功能亢进或减退，故又称非毒性甲状腺肿，病程初期甲状腺多为弥漫性肿大，以后可发展为多结节性肿大。

3、亚急性甲状腺炎：常继发于上呼吸道感染，因甲状腺滤泡的破坏，释放出胶体，有体温升高，甲状腺肿大，一侧甲状腺变硬，伴有轻压痛，数周后可累及另一侧甲状腺。血清T3升高，但甲状腺131碘吸收率显著降低，这种分离现象有诊断价值。