Afin de diagnostiquer et de traiter au mieux les maladies thyroïdiennes, les explorations biologiques doivent être fiables, d'autant plus qu'actuellement les maladies thyroïdiennes sont souvent découvertes à un stade peu symptomatique. La mesure des hormones thyroïdiennes, des anticorps antirécepteurs de la thyroid stimulating hormone (TSH), des anticorps antithyroïdiens, de la thyroglobuline et de la calcitonine repose sur des immunodosages. Toutefois, le développement de méthodes non compétitives a permis de meilleures sensibilité et spécificité (TSH, thyroglobuline et calcitonine) : l'amélioration des techniques de dosage de la TSH dans les valeurs basses permet dorénavant de distinguer les sujets hyperthyroïdiens des sujets euthyroïdiens à TSH basse. De nombreuses maladies thyroïdiennes ont une composante auto-immune dont le diagnostic est aidé par les dosages des anticorps antithyroperoxydase, antithyroglobuline ou anticorps antirécepteur de la TSH. La thyroglobuline et la calcitonine se révèlent être des marqueurs importants dans le cadre de la surveillance respective des cancers différenciés et des carcinomes médullaires thyroïdiens. L'analyse génétique (proto-oncogène RET) est fondamentale dans la détection et la prise en charge des formes familiales des cancers médullaires thyroïdiens. Quoi qu'il en soit, la découverte de résultats biologiques aberrants, en particulier une discordance dans le couple TSH/thyroxine libre, nécessite une collaboration entre le clinicien et le biologiste pour une prise en charge optimale de la pathologie thyroïdienne.