甲狀腺癌的診斷除了病理診斷外，還應根據下列病史，臨床表現及輔助檢查作出相應判斷：
(1)患者甲狀腺出現無痛性腫物，逐漸增大，或有長期甲狀腺腫大近期迅速增大變硬，可伴有頑固腹瀉及內分泌紊亂癥狀，有家族史或有頸部放射線照射史，尤其是青少年患者，宜高度懷疑。
(2)甲狀腺腫物質韌或硬，表面不光滑，活動度差，吞咽時腫塊活動明顯受限，基底固定，或頸部伴有腫大的淋巴結者。
(3)伴有聲音嘶啞，呼吸困難，吞咽障礙者。
(4)輔助檢查有下列表現者。
①同位素掃描示甲狀腺內不規則有缺損的冷結節，邊緣不清楚;②X線平片出現陰影淡薄邊緣模糊的鈣化影像;③CT或MRI示甲狀腺內有邊界不清的腫物，周圍無或有腫大的淋巴結;④甲狀腺淋巴造影表現為甲狀腺不規則增大，失去正常的網狀結構，造影劑分布不均勻，充盈缺損不規則，邊緣粗糙或棉絮狀，周圍淋巴結不顯影或呈蟲蛀狀改變;⑤肺或骨有原因不明的轉移灶;⑥血清中降鈣素升高，大于600υg/L;⑦組織細胞學檢查為惡性變化。
對于甲狀腺結節的性質，臨床和輔助檢查均難于準確確定，最后確診由病理切片檢查來確定，所以每個切除的甲狀腺結節標本，均應常規地做病理切片檢查。