甲状腺癌的诊断只根据临床表现不能确定，应综合下面的检查方能确诊。
1、细胞学检查
细胞学检查简便、准确率高。
2、超声检查
B超高频探头检查是安全方便、应用广泛的检查方法。
3、CT和MRI
CT和MRI不但能查甲状腺肿瘤的大小，还能了解浸润周围组织的情况，肿块与喉结、食管、气管的关系，淋巴结有无转移。图像清楚、准确率高。
4、放射性核素（ECT）检查
此项检查已成为诊断甲状腺疾病的常规检查方法，通常用131Ⅰ和99mTc（高锝）。其凉结节和冷结节可疑为甲状腺癌。
由于甲状腺癌的病理类型复杂，生物学特性各异，有时甲状腺癌也难确诊，在手术中应做冷冻快速切片检查方能确诊。