Avaliação do status funcional da glândula tireóide depende da mensuração da concentração sérica dos seus hormônios da tiroxina (T4), triiodotironina (T3), tiroxina não ligada e triiodotironina livre. A secreção do hormônio da tireóide e controlada pela liberação de tirotropina (TSH), que é controlada pela ação do hormônio TRH (hormônio liberador da tirotropina). Qualquer redução no nível do T3 estimula a liberação de TRH, ou sua redução implica em um aumento na produção de TRH.
O hipotireoidismo causa típicamente a perda simétrica de pêlos, obesidade e letargia, podendo chegar ao coma. Causa também aumento do  colesterol, aumento nos triglicerídios, e uma diminuição em T4 sendo achados  bioquímicos que sustentam o diagnóstico.
A concentração sérica de T4 pode estar alterada por doença não relacionada a tireóide em cães e gatos (diabetes melito, hipo ou hiperadrecorticismo, problemas hepáticos ou renais, tumores sistêmicos).
O hipertiroidismo em caninos e felinos e normalmente acompanhado por um aumento nos níveis séricos de T4.
Em caninos esta patologia e incomum e pode estar associado a neoplasia da tireóide.
Em felinos, para um melhor diagnóstico desta patologia deve se associar outros testes laboratoriais como a ALT e AST.