Проба полягає у в/в введенні 200 мкг ТРГ – і в оцінці вихідної концентрації ТТГ у сироватці, та через 30 хв. До впровадження високочутливих методів визначення ТТГ ця проба відігравала важливу роль у діагностиці субклінічного гіпертиреозу – якщо концентрація ТТГ після введення ТРГ не зростала, цей результат інтерпретували як доказ пригнічення активності гіпофіза через надлишок гормонів щитоподібної залози. На даний час проба з ТРГ служить переважно для диференційної діагностики причин гіпотиреозу.