为了研究甲状腺疾病的病因和发病机制，甲状腺疾病的免疫学检查已被列入某些甲状腺疾病筛查的一部分。
甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）
甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）是原甲状腺微粒体抗体（TMAb）的主要组成部分，是一组针对不同抗原决定簇的多克隆抗体，主要是IgG型。TPOAb检测的临床应用：诊断自身免疫性甲状腺疾病，如自身免疫性甲状腺炎、格雷夫斯病等。
甲状腺球蛋白抗体（TgAb）
TgAb是一组针对甲状腺球蛋白不同抗原决定因素的多克隆抗体，主要为IgG型，也有IgA和IgM型抗体。一般认为TGAb对甲状腺没有损害作用。
TgAb检测的临床应用：
（1）自身免疫性甲状腺疾病诊断。其意义与TPOAb基本相同，抗体滴度变化一致；
（2）分化型甲状腺癌（DTC）：血清TgAb检测主要是作为血清TG检测的辅助手段。
TPOAb和TgAb是确定原发性甲减病因和诊断自身免疫性甲状腺炎（包括桥本甲状腺炎和萎缩性甲状腺炎）的重要指标。TPOAb和TgAb抗体滴度明显升高是桥本氏病的特征之一 桥本氏病的特征之一，特别是在那些血清TSH水平升高的患者。
甲状腺激素受体抗体
甲状腺素受体抗体（TRAb抗体），也被称为甲状腺刺激抗体（TSAb），是毒性弥漫性甲状腺肿的一种形式。TSAb是Graves病的致病抗体，表明甲亢的病因是Graves病；Graves病的TSAb阳性率高达85.7%，而其他原因的甲亢一般为阴性。TSAb是判断抗甲状腺药物治疗期间免疫缓解的疗效和预后的参考指标。TSAb可通过胎盘引起新生儿甲亢，所以是新生儿甲亢的预测指标。
