甲状腺癌的诊断贵在早期发现。凡是发现孤立性甲状腺结节，临床上都要排除甲状腺癌的可能。甲状腺癌诊断应综合病史、临床表现和必要的辅助检查结果。
一、甲状腺癌临床检查应注意甲状腺肿物的位置、形态、大小、单发或多发、肿物的质地、活动程度、表面是否光滑，有无压痛、能否随吞咽上下活动。此外，还应注意颈部淋巴结有无肿大、有无声嘶及声带活动情况等。
如有下列表现者，应考虑为甲状腺癌：1、既往有头颈部的X线照射史，男性与儿童患者，癌的可能性大，儿童期甲状腺结节50%为癌，应提高警惕。有多发性内分泌腺瘤病的家族史，常提示甲状腺髓样癌
2、短期内突然增大。甲状腺瘤、结节性甲状腺肿等可恶变为甲状腺未分化癌，肿物可短期突然增大。但应注意良性甲状腺囊腺瘤等可并囊内出血，也可表现为短期内突然增大，应注意鉴别。
3、产生压迫症状，如声嘶或呼吸困难。
4、有侵犯、浸润邻近组织的证据;或扪到分散的肿大而坚实的淋巴结。肿瘤硬实，表面粗糙不平。
5、肿瘤活动受限或固定，不随吞咽上下移动，合并压迫症状。6、颈淋巴结肿大。某些病例淋巴结穿刺可抽出草黄色液体。
二、穿刺细胞学检查使用细针穿刺活检(FNAB)原发灶或颈淋巴结常可得到确诊。由于FNAB仅从细胞学角度作出诊断，对肿瘤的组织分型有一定的困难。颈淋巴结肿大的病例还可行颈淋巴结活检或冰冻切片检查。
三、X线检查颈部正侧位片X线检查可显示甲状腺肿瘤内钙化(砂粒体)灶、气管受压和移位情况。吞钡检查，有助于了解食管是否受累。胸片检查，能发现上纵隔和肺的转移。四、甲状腺扫描99mTc或131I同位素扫描，甲状腺癌的同位素扫描图像多为冷结节和凉结节，很少温结节，热结节罕见。
一般可将甲状腺结节分为四类：
①热结节：多见于自主性毒性甲状腺肿。
②温结节：表示结节部位摄碘功能与周围正常甲状腺组织大致相同。
③凉结节：表示结节摄碘功能低于其邻近的正常甲状腺组织。
④冷结节：表示结节完全没有吸碘功能。
五、B型超声检查：可获得早期甲状腺癌及肿瘤实性和囊性的图象。
六、CT和MRI扫描：CT对判断甲状腺肿瘤的良恶性及鉴别实性和囊性有一定的临床意义。
七、甲状腺球蛋白测定：对甲状腺癌的鉴别诊断有帮助。甲状腺癌的诊断明确后要及时到医院进行积极、正规的治疗。积极采用中西医药物预防治疗是提高疗效的有效方法。