血清促甲状腺激素的正常范围是0.3至4.5毫单位每升，血清促甲状腺激素的测定，可以有效的诊断亚临床及显性的甲亢和甲减。在大规模的人群中，作为甲状腺疾病的筛选，在新生儿中采集滤纸血斑样品，并完成STSH的检测，可用于先天性甲减的筛查。

促甲状腺激素还可以用于LT4的替代疗法的监测，甲减的患者在接受LT4替代治疗中，需要不断的评估治疗的效果。一般认为原发性甲减LT4替代治疗中应该维持血清TSH在0.5到2.0毫单位每升水平，促甲状腺激素还可以监控LT4抑制治疗。TSH促进甲状腺的生长，故甲状腺分化癌常用LT4抑制治疗治疗中应保证血清甲状腺激素水平正常，而TSH低于正常。

对于低危患者，可以将TSH抑制到0.05到0.1毫单位每升，而对于高危患者则，应一直到小于0.01毫单位每升。