癌症确诊需依靠病理诊断，即由瘤体组织中取细胞学或组织学标本进行病理学检查，显微镜下见到癌细胞即可确诊。
日常检查中，不会直接进行此项检查，先进行高分辨率多普勒超声检查，目前超声检查对甲状腺癌筛查已经达到较高的诊断率。当超声提示甲状腺结节Ⅳ类或以上，提示恶性风险较高。可以结合超声引导下细针穿刺，通过细胞学病理检查进行确诊。