혈액채취를 통한 혈액 내의 갑상선 호르몬(T3, FT4)과 갑상선 자극 호르몬(TSH)의 농도를 검사하며, 갑상선 질환의 원인을 알아내기 위해서는 갑상선 자가항체 검사를 실시합니다. 갑상선 자가항체는 갑상선 질환에 따라 그 종류와 출현빈도가 다르므로 이 항체를 측정하면 자가 면역성 갑상선 질환의 진단 뿐 아니라 갑상선 질환의 원인 감별에도 도움이 됩니다.
현재 측정 가능한 갑상선 자가항체로는 항싸이로글로부린 항체, 항티피오 항체, 항 TSH 수용체 항체 등이 있습니다. 이들 항체는 자가면역성 갑상선 질환의 원인과 치료경과, 완치 여부의 판별에 지표가 됩니다.
방사성 동위원소를 이용해 갑상선의 모양을 촬영하는 검사를 갑상선 스캔이라고 합니다. 이 검사로는 갑상선의 위치, 크기, 모양, 기능 등을 예측할 수 있습니다. 갑상선에 결절이 있게 되면 결절 부위의 기능이 아예 없어지거나 반대로 정상 부위보다 기능이 오히려 증가되기도 합니다. 기능이 없어진 부분은 다소 옅게 나타나는 '냉결절'로 보이며, 기능이 증가된 경우에는 정상 부위보다 결절부위가 더 진하게 보이는 '열결절'로 나타납니다. 냉결절로 진단되면 반드시 세포검사, 조직검사를 하여야 합니다. 갑상선기능저하증이나 아급성 갑상선염의 경우에는 스캔을 해도 갑상선의 형태가 보이지 않을 수 있습니다.
초음파는 갑상선의 모양, 크기, 결절의 성상을 관찰하는데 이용됩니다. 특히 갑상선 결절이 있는 경우 결절의 내용물이 고형인지 낭종인지 판별이 가능하며, 치료 후 결절의 크기 변화를 추적 관찰하는데 유용합니다. 세포검사를 할때에도 초음파 유도 하에 시행하면 정확한 검사부위를 찾는데 도움이 됩니다.
갑상선 세포 검사는 가느다란 주사바늘을 이용해 세포를 흡인한 후 염색하여 현미경으로 관찰하는 검사입니다. 충분한 양의 세포를 흡인해 검사하면 결절이 양성인지 악성인지를 감별할 수 있습니다. 세포검사로 확실한 진단을 내릴 수 없을 때는 조직 검사를 합니다.
이 검사는 갑상선 암을 진단하고 치료하는 과정에서 암의 침범 정도 및 진행 정도를 관찰하는데 이용 됩니다. 갑상선 주위의 조직을 세밀하게 볼 수 있다는 장점이 있습니다.