促甲状腺激素水平升高，一般是发生了原发性甲状腺功能减退症。体内甲状腺激素包括总T3、总T4、游离T3、游离T4，其代谢呈这样的变化，甲状腺激素水平升高时，促甲状腺激素水平下降。甲状腺激素水平下降时，促甲状腺激素水平升高，两者之间形成了负反馈调节基质。而且促甲状腺激素比甲状腺激素更为敏感，当机体出现甲状腺功能减退症时，促甲状腺激素首先出现反应，所以可出现促甲状腺激素水平升高，但甲状腺激素水平可能还没有发生变化。如果促甲状腺激素达到一定数值时，就可以给予治疗，一般是给予左甲状腺激素替代治疗。这种情况常见于桥本甲状腺炎导致的甲减，以及甲状腺疾病应用核素碘-131治疗，或者是甲状腺手术治疗以后引起的甲减。促甲状腺激素水平升高也可见于下丘脑垂体病变，这时发生的是下丘脑垂体病变导致的甲亢，也就是中枢性的甲亢。这时促甲状腺激素水平升高，甲状腺激素水平也升高，当然这种疾病的发病率很低。