與GRAVES病相比，毒性多結節性甲狀腺所造成的甲狀腺激素分泌過多程度常較輕微，血清TT3、TT4或FT3、FT4水平輕度增高，尤其血清T4可為正常高限。甲狀腺攝131Ⅰ率增加不明顯，其至正常。TSH降低。T3抑制試驗或TRH興奮試驗的異常，有助于與非毒性多結節性甲狀腺腫區別：前者對老年病人和心功能不良者更安全。血清TRAB陰性，但可有低滴度的TGAB利TMAB。甲狀腺131Ⅰ掃描可見放射性碘呈不均勻的彌漫性分布，或集中于數個散在的結節上，結節外甲狀腺組織吸碘功能受抑制。
