一、超声
近年来随着高频探头、彩色多普勒技术的应用及检查者经验的增加，超声诊断甲状腺肿瘤的准确性不断提高，尤其是对甲状腺癌的诊断。由于甲状腺位置表浅，肿块供血丰富(尤其是甲状腺癌)，非常适宜用超声进行探察;此外，超声属于无创操作，且价格相对低廉，已逐渐成为临床检测甲状腺肿瘤的首选。
二维声像图(黑白超声)主要用来观察甲状腺肿瘤的形态学特征如大小、回声、是否有钙化灶等，彩色多普勒血流显像(彩色超声)主要用来观察甲状腺肿瘤的血流情况。这里需要说明的是，超声报告上描述肿瘤的术语如“结节”、“团块”、“肿块”、“包块”等都是相同的意思，与肿瘤的良、恶性并无关联;此外，“实性肿块”、“混合性团块”、“血流丰富”、“钙化灶”等都是对肿瘤的描述，这些并不代表肿瘤就是甲状腺癌。超声诊断甲状腺癌目前仍存在较多争议，图像特征常有混叠现象，需综合各项超声参数进行综合判断，不能仅凭某一参数或描述下定论。
二、CT和MRI(磁共振)
CT在临床上应用普遍，尤其是螺旋CT，其扫描速度快、成像质量高。目前CT对于甲状腺肿瘤的主要诊断价值在于明确肿瘤的范围、有无淋巴结转移，在复发或晚期甲状腺癌病人有邻近脏器(如气管、食管、颈部血管、神经等)侵犯或出现转移时，CT则要明显优于超声检查。但对甲状腺肿瘤的性质判断目前尚无一致意见。
MRI在甲状腺肿瘤中应用很少，因其主要对软组织的分辨率高，常用于判断肿瘤的位置和与临近组织的关系，尤其是对术后复发和转移的检测。对于良恶性的判断十分困难。
三、核素扫描
核素扫描即通常所说的“甲状腺同位素扫描”，主要用于判断甲状腺肿瘤的功能状态。核素扫描显像方法简便、安全，且灵敏度较高。一般可将肿瘤分为冷结节、凉结节、温结节和热结节。值得注意的是，很多人将冷结节就等同于甲状腺癌，引起不必要的恐慌，这样的观点是不正确的，有文献报道大约有80%～85%的结节为冷结节，其中有14%～22%为甲状腺癌;有5%的结节为热结节，其中不到1%为恶性;剩余的10%～15%为温结节或未显像的结节，其中有10%～36%为恶性。从上面的数字可以看出，任何一种结节都不能排除癌的可能，只是在冷结节中出现癌的几率要大于其余几种结节。所以，核素显像不能作为评判甲状腺良恶性肿瘤的方法。
四、PET(正电子发射计算机断层扫描)及PET-CT
PET及PET-CT是一项较新的影像学检查手段，国外使用较多，国内患者对它相对陌生。PET使用一种类似葡萄糖的示踪剂(18F-FDG)，可于体外定位诊断肿瘤组织，尤其是对恶性肿瘤术后的全身监测。对甲状腺癌的诊断(尤其是术前)目前较困难，但在判断肿瘤组织与临近器官的关系或淋巴结转移时敏感性则要高于CT和MRI。不过，由于其检查费用昂贵，目前尚未广泛开展。
以上介绍了几种常见的影像学检查方法，可以看出它们各有特点，各有侧重。其中超声检查以其无创、实时监测、经济、操作方便等优势成为临床医师的首选，因此，我们建议发现或怀疑有甲状腺肿块的患者都进行常规超声检查，为医师的进一步诊断或手术治疗提供可靠依据。需要强调的是，任何一种影像学检查都不能排除或诊断甲状腺恶性肿瘤，患者不应过分追求检查费用的高低，也不应盲目猜测检查结果的好坏，目前确诊唯一可靠的途径仍然是病理结果。