甲狀腺癌需與甲狀腺良性結節、亞急性甲狀腺炎、橋本甲狀腺炎、甲狀腺腺瘤等疾病進行鑒別診斷。
甲狀腺良性結節是最常見的需鑒別疾病，多數表現為邊界清晰、形態規則的甲狀腺占位，超聲檢查可見均勻回聲和完整包膜，與甲狀腺癌的毛刺狀邊緣、微鈣化等特征不同。細針穿刺活檢可明確區分，良性結節通常無需手術干預。
亞急性甲狀腺炎多由病毒感染引發，典型表現為甲狀腺區疼痛伴發熱，實驗室檢查可見血沉增快和甲狀腺激素水平異常，但甲狀腺功能多在一至三個月內自行恢復。超聲檢查無占位性病變，可與甲狀腺癌明確區分。
橋本甲狀腺炎屬于自身免疫性疾病，患者血液中可檢出抗甲狀腺過氧化物酶抗體和抗甲狀腺球蛋白抗體。甲狀腺質地堅硬但表面光滑，晚期可能出現甲狀腺功能減退癥狀。超聲顯示甲狀腺彌漫性病變而非孤立結節，必要時需活檢排除合并惡性腫瘤可能。
甲狀腺腺瘤為良性腫瘤，生長緩慢且包膜完整，核素掃描多顯示"溫結節"或"熱結節"。與甲狀腺癌的關鍵區別在于腺瘤不侵犯周圍組織，細胞學檢查無異型性。部分功能性腺瘤可能導致甲亢癥狀，但不會出現淋巴結轉移等惡性表現。
對于疑似甲狀腺癌的病例，建議完善甲狀腺功能檢查、超聲彈性成像、細針穿刺細胞學檢查等鑒別手段。當出現聲音嘶啞、頸部淋巴結腫大、腫瘤短期內迅速增大等警示癥狀時，需高度警惕惡性可能，及時就診甲狀腺外科進一步評估。
