Diagnóstico
Si una persona tiene algún síntoma de cáncer tiroideo, el médico debe realizarle un examen físico y considerar todos sus antecedentes médicos Durante el examen físico, el médico debe examinar detenidamente el cuello y la garganta en busca de protuberancias o inflamación. Si el médico piensa que existe un cáncer tiroideo, es posible que recomiende alguno de los siguientes procedimientos para diagnosticar y estadificar la enfermedad:

Ecografía
A raíz del ultrasonido, las ondas sonoras rebotan en las vísceras y crean ecos que forman una imagen. Una ecografía puede mostrar el tamaño del tumor tiroideo y si es sólido o está lleno de líquido. Los tumores sólidos son más propensos a ser malignos que los tumores llenos de líquido. El médico también puede realizar una ecografía para controlar la cantidad y el tamaño de los nódulos en la glándula tiroidea, y para controlar algún ganglio linfático que haya aumentado de tamaño, lo cual podría implicar la diseminación del cáncer fuera de la glándula tiroidea.
Aspiración con aguja
Una biopsia obtenida con una aguja muy fina (aspiración) es la mejor manera de evaluar la presencia de cáncer de tiroides. El médico generalmente solicitará primero análisis de sangre y una ecografía para determinar con mayor precisión si tiene cáncer de tiroides. Generalmente, la aspiración se realizará con guía ecográfica. Luego, el médico obtendrá una muestra de tejido de un nódulo tiroideo con una aguja fina. El médico puede repetir este procedimiento varias veces, tomando muestras de diferentes partes de los nódulos tiroideos o de cualquier ganglio linfático sospechoso que se encuentre en el cuello cerca de la tiroides. Luego, el médico enviará estas muestras a un laboratorio para su examen al microscopio. Si las muestras no proporcionan un diagnóstico definitivo, el médico puede, en raras ocasiones, necesitar realizar una biopsia con aguja gruesa o una biopsia quirúrgica y tomar una muestra de tejido más grande. Ocasionalmente, se pueden realizar pruebas genéticas en el material aspirado para evaluar mejor el riesgo de cáncer cuando el resultado patológico conlleva un riesgo de cáncer leve a moderado.

Análisis de sangre
Es posible que el médico recomiende análisis de sangre para medir los niveles de determinadas hormonas en la sangre, como la tirotropina (thyroid-stimulating hormone, TSH), para asegurarse de que la glándula tiroidea funciona correctamente. También se pueden solicitar pruebas de calcitonina y (carcinoembryonic antigen, CEA) si hay motivos para sospechar carcinoma medular de tiroides. Los niveles anormales de calcitonina y las hormonas del CEA pueden indicar la posibilidad de cáncer, por lo cual estas pruebas pueden ayudar al médico a determinar si la glándula tiroidea está funcionando correctamente.
Exploración con yodo radiactivo
Los médicos pueden usar esta prueba después de una cirugía de cáncer tiroideo papilar o folicular para ver si el tumor se ha diseminado a otras partes del organismo o para ver si es necesario un tratamiento con mayor cantidad de yodo radiactivo. Estos tipos de cáncer tiroideo generalmente absorben el yodo. El paciente bebe una dosis de yodo radiactivo, que es absorbido por las células cancerosas de la glándula tiroidea y ayuda a identificar los tumores en las pruebas de diagnóstico por imágenes.
Tomografía computarizada
En una tomografía computarizada (TC), se utilizan radiografías para producir una imagen del cuerpo. Es posible que le inyecten un colorante especial en las venas y que deba beber un líquido especial para que resalten las vísceras. Una TC revela la presencia de tumores y permite detectar si el cáncer se diseminó a otras partes del organismo. Sin embargo, en algunos casos, los médicos prefieren las resonancias magnéticas en lugar de las TC para el cáncer tiroideo debido a que para estas últimas se usa un medio de contraste que contiene yodo. El yodo puede interferir en las exploraciones radioactivas. No obstante, si lo mejor es una TC para evaluar el cuello, es posible que el médico decida que vale la pena administrar contraste.
Resonancia magnética
En una resonancia magnética (RM), se emplea un imán potente para crear imágenes detalladas de las distintas partes del cuerpo. El organismo absorbe las ondas magnéticas, que se liberan siguiendo un patrón determinado que es interpretado por una computadora para mostrar cortes del cuerpo humano. Las exploraciones por resonancia magnética producen imágenes detalladas de los tejidos blandos de la tiroides y pueden ayudar a detectar áreas donde el cáncer se ha propagado.
Tomografía por emisión de positrones
Para realizar una tomografía por emisión de positrones (TEP), el médico inyecta una sustancia radiactiva en el torrente circulatorio del paciente. Esta sustancia se acumula en las células malignas (cancerosas) del organismo. El médico luego utiliza un tomógrafo para detectar estas áreas de radioactividad y encontrar la ubicación exacta del cáncer en el organismo del paciente. Las TEP resultan de mayor utilidad para carcinomas anaplásicos y determinadas formas de carcinomas papilares y foliculares que no concentran bien el yodo radiactivo. Sin embargo, las TEP suelen ser menos necesarias en la evaluación de los carcinomas medulares.
Laringoscopía
El médico utiliza un laringoscopio (un tubo delgado y flexible con una cámara y una luz en el extremo) para examinar las cuerdas vocales. La cirugía para el cáncer tiroideo algunas veces afecta los nervios que controlan las cuerdas vocales, por lo cual el médico puede recomendar esta prueba para asegurarse de que las cuerdas vocales funcionan de manera correcta antes de la cirugía y posteriormente.