Die Diagnose eines primären Hyperparathyreoidismus, also der Überfunktion einer oder mehrerer Nebenschilddrüsen, ist eine laborchemische Diagnose. Die Kombination einer Hypercalcämie, das heißt einer Calciumerhöhung im Serum, mit einer gleichzeitigen Erhöhung des Parathormones, jenes Hormon, welches von den Nebenschilddrüsen produziert wird und das Absinken des Serumphosphates im Blut sind nahezu beweisend für den primären Hyperparathyreoidismus. Für eine gesicherte Diagnose sollte das Serumcalcium insgesamt dreimal bestimmt werden, das Parathormon zweimal und das Serumphosphat einmal. Eine weitere laborchemische Untersuchung zur Absicherung und zur Einschätzung des Krankheitsausmaßes kann die Calciumausscheidung im 24-h-Sammelurin sein.
Vom primären Hyperparathyreoidismus ist der sekundäre Hyperparathyreoidismus zu unterscheiden, hierbei reagieren die Nebenschilddrüsen sekundär auf eine Stimulation, die durch die Dialyse bei niereninsuffizienten Patienten induziert wird (sh.sekundärer Hyperparathyreoidismus).