甲状腺未分化癌在超声下并没有特殊的征象，与其他类型的甲状腺癌并没有明显的差异，一般都需要病理来区分。
甲状腺癌在超声下通常表现为肿瘤的边界不清，呈锯齿状，边缘不光滑，肿瘤常常呈低回声或者极低回声，内部呈不均质的状态，其内可以出现点状或者簇状的强光斑。肿瘤长大时可以出现坏死或者囊性变，局部呈无回声区，液化不全时可以呈囊实性的改变。
CDFI能显示肿瘤内新生血管比较多，呈湍流样的频谱，血流丰富，还会出现动静脉瘘的现象。如果肿瘤侵犯颈部的淋巴结，可以出现颈部淋巴结的肿大。