يستخدم لتشخيص اضطرابات الغدة الدرقية، ومراقبة حالة المرضى المصابين بفرط نشاط الغدة الدرقية ( Hyperthyroidism)، أو خمول الغدة الدرقية ( Hypothyroidism) ومتابعة تطورات علاجهم، كما قد يستخدم تحليل الغدة الدرقية TSH في بعض الأحيان لفحص قصور الغدة الدرقية الخلقي ( Congenital Hypothyroidism) عند الأطفال حديثي الولادة.