小儿甲状腺功能亢进症通常需要进行甲状腺功能五项检查、甲状腺抗体测定、TRH兴奋试验及放射性碘摄取检查，以确定甲状腺功能，作为Graves病诊断依据，亦可用于判断此病的预后及作为抗甲状腺药物停药的指标。
1、甲状腺功能五项：T3、T4、FT3、FT4水平明显升高，原发性甲亢患儿TSH水平明显降低。当患儿已有甲亢症状，血清T3、FT3升高而T4、FT4正常对甲亢的早期诊断更有意义，说明甲状腺的功能已经不正常，有助于提示T3型甲亢的可能性。
2、甲状腺抗体测定：甲状腺球蛋白抗体(TgAb)及抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPOAb)轻度升高，经过合理治疗后可恢复正常。检测TgAb提示甲亢有无复发，使医生准确用药使患儿达到痊愈。
3、TRH兴奋试验：常规静脉注射TRH7μg/kg，于注射前、注射后15、30、90、120分钟各测定血清促甲状腺激素(TSH)。正常儿童注射后30分钟，TSH升高5~40μU/L，甲亢时由于过多的T4抑制TSH分泌，故此TSH不增高或低于正常。
4、放射性碘摄取试验：儿童不常规做此检查，但可用于鉴别Graves病和桥本甲状腺炎，Graves病时放射性碘摄取率增高，摄取高峰前移，而桥本甲状腺炎的放射性碘摄取率降低。
5、甲状腺B超：可以显示甲状腺大小，显示结节、囊肿等。