Aufgrund des klinischen Bildes kommen eine Reihe weiterer Krankheiten älterer Katzen wie Zuckerkrankheit, Chronisches Nierenversagen, Herzkrankheiten, Leberversagen, Verdauungsstörungen und chronische Darmentzündungen sowie Lymphome im Darm in Frage. Auch bei Katzen seltene Erkrankungen wie die exokrine Bauchspeicheldrüsen- oder Nebennierenunterfunktion sollten berücksichtigt werden. Die Diagnose kann daher sicher nur durch Hormonbestimmungen oder Szintigrafie (siehe unten) gestellt werden.

Im Blutbild zeigen sich infolge der Stressantwort auf hohe Thyroxinspiegel häufig eine Erhöhung der Zahl der weißen Blutkörperchen (Leukozytose) sowie eine Abnahme der eosinophilen Granulozyten (Eosinopenie) und Lymphozyten (Lymphopenie). Die Zahl der roten Blutkörperchen und der Gehalt an rotem Blutfarbstoff liegt im oberen Normalbereich. Im Serum lässt sich zumeist eine gering- bis mittelgradige Erhöhung der Aktivität verschiedener Enzyme (ALAT, ASAT, LDH, AP) nachweisen.

Infolge der häufig mit einer Hyperthyreose kombinierten Nierenfunktionsstörung können die Harnstoff- und Kreatinin-Gehalte im Blut erhöht sein. Bei gleichzeitigem Vorliegen einer Hyperthyreose und einer chronischen Nierenfunktionsstörung kann diese allerdings gewissermaßen maskiert sein, da Thyroxin Stoffwechsel und Herzleistung erhöht und somit die Durchblutung der Nieren verbessert. Dadurch wird die glomeruläre Filtrationsrate erhöht und somit die Ausscheidung giftiger Stoffwechselprodukte begünstigt. Paradoxerweise kann daher nach Behandlung der Hyperthyreose die Niereninsuffizienz klinisch manifest werden. Nach Egner und Carr sind diese Laborveränderungen zusammen mit einem positiven Tastbefund bereits beweisend für die Erkrankung.

Zur weiteren Diagnostik müssen spezielle Schilddrüsenfunktionstests durchgeführt werden.

Als erstes sollte eine Bestimmung der Serumkonzentration des Thyroxins (T4) erfolgen, wobei in der Tiermedizin derzeit zumeist nur die Gesamt-Thyroxin-Konzentration bestimmt wird und nicht die des freien (nicht an Proteine gebundenen) Thyroxins (fT4), obwohl letzteres aussagekräftiger ist. Der Normalbereich für T4 liegt bei Katzen zwischen 1,1 bis 4,5 µg/dl, für fT4 bei Bestimmung mittels Gleichgewichtsdialyse zwischen 1,0 und 2,8 ng/dl. Bei einigen Tieren kann der T4-Gehalt trotz bestehender Erkrankung normal sein, was durch Schwankungen des Hormongehalts im Tagesverlauf oder durch Senkung des T4-Gehalts infolge von anderen Folgeerkrankungen bedingt sein kann. Besteht ein klinischer Verdacht, sollte die Bestimmung zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt werden.

Als weiteres Verfahren bietet sich der Schilddrüsen-Suppressionstest an. Hierbei wird der Katze ein synthetisches Triiodthyronin (T3, meist Liothyronin) über zwei Tage verabreicht. Eine schilddrüsengesunde Katze reagiert darauf mit einer Verminderung der TSH-Ausschüttung (so genannter negativer feedback), welche wiederum zu einem Absinken der T4-Konzentration führt. Da die Schilddrüsenüberfunktion aber bereits zu einem dauerhaft erniedrigten TSH-Spiegel geführt hat, löst die Gabe von T3 bei erkrankten Katzen keine Verminderung von TSH und T4 aus.

Ein weiteres diagnostisches Verfahren ist der TRH-Stimulationstest. Hierbei wird der Katze Thyrotropin Releasing Hormon (TRH) verabreicht, was bei gesunden Katzen zu einem deutlichen Anstieg der T4-Konzentration führt. Bei erkrankten Tieren kommt es dagegen zu keinem oder allenfalls zu einem geringen Anstieg. Allerdings hat dieser Test bei Katzen zum Teil erhebliche Nebenwirkungen (Speicheln, Erbrechen, Herzrasen, Kotabsatz), weshalb er selten angewendet wird. Der TSH-Test, also die Bestimmung des Serumgehalts des die Schilddrüse steuernden Thyreotropins, ist routinemäßig für Katzen nicht verfügbar. Beim Menschen werden damit anhand geringer oder nicht messbarer TSH-Spiegel auch Frühformen der Hyperthyreose erkannt. Auch der TSH-Stimulationstest, der analog zum TRH-Funktionstest funktioniert, wird nicht mehr durchgeführt, da TSH nicht mehr auf dem Markt verfügbar ist.

Die in der Humanmedizin schon längere Zeit übliche Sonografie der Schilddrüse wird in der Tiermedizin erst in jüngerer Zeit und vorwiegend in der Forschung angewendet. Gründe sind die hohen Geräteanforderungen und die damit verbundenen hohen apparativen Kosten. Verwendet werden hochauflösende Linearschallköpfe mit mindestens 7,5 MHz, besser mit 10 bis 13 MHz, mit einer kleinen Auflagefläche. Mittels Sonografie lassen sich Schilddrüsenvergrößerungen bei allen hyperthyreoten Katzen nachweisen, während die diagnostische Sicherheit der Palpation selbst bei erfahrenen Tierärzten nur bei 84 % liegt.

Die Schilddrüsen-Szintigrafie ist ein wertvolles diagnostisches Verfahren, allerdings ist sie nur in wenigen Tierkliniken verfügbar. Hierbei wird der Katze ein Radionuklid (beispielsweise das Iod-Isotop I oder das Technetium-Isotop Tc) verabreicht und anschließend dessen Anreicherung in den Adenomen dargestellt. Der große Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die genaue Lokalisation der Tumore in der Schilddrüse bestimmt werden kann, was in Hinblick auf eine chirurgische Therapie von Vorteil ist. Gelegentlich kann sich infolge von Störungen während der Organogenese zusätzliches Schilddrüsengewebe außerhalb der Schilddrüse ansiedeln (Ektopie, vor allem im Bereich des Mittelfells) und erkranken. Solches verlagertes Schilddrüsengewebe kann nur mit einer Szintigrafie erkannt werden.

Magnetresonanztomographie und Computertomographie wurden für die Schilddrüsendiagnostik der Katze bislang nicht angewendet. Entsprechende Geräte sind zudem nur an großen Tierkliniken verfügbar.

Derzeit existieren drei Therapiemöglichkeiten zur Behandlung der Hyperthyreose bei Katzen: der Einsatz von Thyreostatika, die chirurgische Entfernung des erkrankten Schilddrüsengewebes und die Radioiodtherapie. Egal welches dieser Verfahren angewendet wird, ist zumeist eine anschließende Behandlung der Begleit- und Folgeerkrankungen (Nierenschädigung, Bluthochdruck, Herzerkrankung) notwendig.

Die Therapie mit Thyreostatika ist einfach durchführbar und wird daher am häufigsten angewendet. Thyreostatika hemmen die Bildung der Schilddrüsenhormone, beseitigen aber, im Gegensatz zu den anderen Verfahren, nicht das krankhaft veränderte Gewebe. Dennoch können diese Arzneistoffe in Dauertherapie zumeist problemlos angewendet werden oder auch zur Stabilisierung von Patienten vor einem chirurgischen Eingriff Anwendung finden. In der Tiermedizin wird vor allem Thiamazol (Syn. Methimazol, als Felimazole zur Zeit einziges in Deutschland für Katzen zugelassenes Präparat), manchmal auch Carbimazol eingesetzt. Carbimazol wird bei oraler Aufnahme schnell in Methimazol umgesetzt. Nach Herstellerangaben treten bei etwa 20 % der Katzen, vor allem bei Langzeitbehandlung, Nebenwirkungen (Erbrechen, Lethargie, Juckreiz, Lebererkrankungen, Blutbildveränderungen) auf, die nach Absetzen des Medikaments aber zumeist wieder verschwinden. Zudem kann Thiamazol nicht bei Katzen mit gleichzeitiger Lebererkrankung, Zuckerkrankheit oder Blutgerinnungsstörungen eingesetzt werden.

Im Falle einer Unverträglichkeit von Thiamazol kann auch Iopansäure eingesetzt werden. Es hemmt die Umwandlung von T₄ zu T₃ und hat praktisch keine Nebenwirkungen.

Die chirurgische Entfernung (Thyreoidektomie) ist zwar effektiv, aber vor allem bei stark hyperthyreoten Katzen wegen des hohen Narkoserisikos auch riskant. Hier wird zumeist eine Vorbehandlung mit Thyreostatika empfohlen. Für die Entfernung existieren verschiedene Techniken, wobei darauf geachtet werden muss, dass möglichst die Epithelkörperchen erhalten werden. Zudem besteht bei der Operation das Risiko der Verletzung wichtiger Halsnerven (Nervus laryngeus recurrens, Truncus vagosympathicus). Bei totaler Thyreoidektomie entsteht ein Mangel an Schilddrüsenhormonen, der durch lebenslange Gabe ausgeglichen werden muss. Bei einseitiger Entfernung entwickelt sich nach der Operation zwar auch oft eine zeitweilige Schilddrüsenunterfunktion, die aber meist nicht behandelt werden muss . Zudem besteht bei der operativen Entfernung das Risiko von Rezidiven, insbesondere, wenn ektopisches Schilddrüsengewebe vorhanden ist.

Die Radioiodtherapie gilt als Therapie der Wahl, da sie effektiv und gut verträglich ist. Eine einmalige Behandlung ist in der Regel ausreichend, so dass keine medikamentöse Dauerbehandlung (eine Tabletteneingabe ist bei einigen Katzen durchaus problematisch) notwendig ist und die Risiken der chirurgischen Entfernung entfallen. Allerdings ist sie mit erheblichen Strahlenschutz-Auflagen verbunden und deshalb bislang in Deutschland nur an zwei tiermedizinischen Einrichtungen verfügbar. Neben der begrenzten Verfügbarkeit sind die damit verbundenen Kosten und der notwendige dreiwöchige stationäre Aufenthalt von Nachteil, der von Katzen nicht immer toleriert wird.