為了研究甲狀腺疾病的病因和發病機制，甲狀腺疾病的免疫學檢查已被列入某些甲狀腺疾病篩查的一部分。
甲狀腺過氧化物酶抗體（TPOAb）
甲狀腺過氧化物酶抗體（TPOAb）是原甲狀腺微粒體抗體（TMAb）的主要組成部分，是一組針對不同抗原決定簇的多克隆抗體，主要是IgG型。TPOAb檢測的臨床應用：診斷自身免疫性甲狀腺疾病，如自身免疫性甲狀腺炎、格雷夫斯病等。
甲狀腺球蛋白抗體（TgAb）
TgAb是一組針對甲狀腺球蛋白不同抗原決定因素的多克隆抗體，主要為IgG型，也有IgA和IgM型抗體。一般認為TGAb對甲狀腺沒有損害作用。
TgAb檢測的臨床應用：
（1）自身免疫性甲狀腺疾病診斷。其意義與TPOAb基本相同，抗體滴度變化一致；
（2）分化型甲狀腺癌（DTC）：血清TgAb檢測主要是作為血清TG檢測的輔助手段。
TPOAb和TgAb是確定原發性甲減病因和診斷自身免疫性甲狀腺炎（包括橋本甲狀腺炎和萎縮性甲狀腺炎）的重要指標。TPOAb和TgAb抗體滴度明顯升高是橋本氏病的特徵之一 橋本氏病的特徵之一，特別是在那些血清TSH水平升高的患者。
甲狀腺激素受體抗體
甲狀腺素受體抗體（TRAb抗體），也被稱為甲狀腺刺激抗體（TSAb），是毒性瀰漫性甲狀腺腫的一種形式。TSAb是Graves病的致病抗體，表明甲亢的病因是Graves病；Graves病的TSAb陽性率高達85.7%，而其他原因的甲亢一般為陰性。TSAb是判斷抗甲狀腺藥物治療期間免疫緩解的療效和預後的參考指標。TSAb可通過胎盤引起新生兒甲亢，所以是新生兒甲亢的預測指標。
