TRH兴奋试验主要用于评估下丘脑-垂体-甲状腺轴的功能状态，临床意义包括辅助诊断甲状腺功能亢进症、鉴别甲状腺功能减退类型、评估垂体TSH储备功能以及判断治疗效果等。
1、辅助诊断甲状腺功能亢进症
甲状腺功能亢进患者由于血液中甲状腺激素水平升高，会抑制促甲状腺激素（TSH）的分泌。在进行TRH兴奋试验时，患者静脉注射促甲状腺激素释放激素（TRH）后，TSH水平不会出现明显升高，呈现低反应或无反应状态，这种现象可为甲亢的诊断提供依据。
2、鉴别甲状腺功能减退类型
原发性甲状腺功能减退患者因甲状腺本身病变，TSH基础水平较高且对TRH刺激呈现过度反应；中枢性甲状腺功能减退（包括下丘脑或垂体病变）患者，TSH对TRH刺激反应延迟或减弱。通过分析TSH的分泌曲线，可帮助区分病变部位。
3、评估垂体TSH储备功能
该试验可检测垂体前叶细胞分泌TSH的能力。若多次注射TRH后TSH仍无显著升高，提示垂体功能受损，常见于垂体肿瘤、席汉综合征等疾病，有助于判断垂体疾病的严重程度。
4、判断治疗效果
对于接受抗甲状腺药物治疗的甲亢患者，TRH兴奋试验中TSH反应恢复，可能提示甲状腺功能趋于正常。治疗后定期复查有助于评估疗效和调整治疗方案。
TRH兴奋试验需在医生指导下进行，部分患者可能出现恶心、心悸等短暂不良反应。检查结果需结合甲状腺激素水平、抗体检测及影像学检查综合判断，避免单一试验结果误诊。敏感人群如孕妇、心血管疾病患者应提前告知医生病史。