Un faible taux de TSH indique généralement que la glande thyroïde produit une quantité excessive d'hormones thyroïdiennes. Cette condition est connue sous le nom d'hyperthyroïdie, ou thyroïde hyperactive. Diverses affections peuvent entraîner une hyperthyroïdie et, par conséquent, de faibles niveaux de TSH. Celles-ci comprennent principalement :

* La maladie de Graves
* Le goitre multinodulaire toxique ou l'adénome toxique solitaire (thyroïde nodulaire)
* La thyroïdite (inflammation de la glande thyroïde), qui peut provoquer une libération temporaire d'hormones stockées
* Un apport excessif d'iode, par exemple à partir de certains médicaments, compléments ou une consommation élevée de sel iodé
* L'utilisation excessive de médicaments à base d'hormones thyroïdiennes (par exemple, la lévothyroxine) ou de compléments naturels contenant des hormones thyroïdiennes
* L'hyperthyroïdie transitoire au début de la grossesse (thyréotoxicose gestationnelle)