Nach ausführlichem Befragen des Patienten nach seinen Beschwerden werden eine Blutuntersuchung und ein Ultraschall der Schilddrüse durchgeführt. In Abhängigkeit vom hierbei gefundenen Befund kann man eine Szintigrafie durchführen.
Dies ist eine Untersuchung, bei der radioaktiv markiertes Material anzeigt, welche Zellen in der Schilddrüse vermehrt arbeiten. Dies wird heißer Knoten genannt. Vermindert arbeitende Teile der Schilddrüse nennt man kalte Knoten. Von kalten Knoten, die auch im Ultraschall auffällig sind, können mittels einer kleinen Nadel Proben entnommen werden, dies heißt Feinnadelbiopsie.
Die Gewebeproben werden anschließend feingeweblich untersucht.
Auch eine Darstellung der Schilddrüse mittels Computertomographie oder Magnetresonanztomographie ist Teil der Diagnostik. Die genetische Erkrankung MEN, bei der das C-Zell-Karzinom auftritt, kann man mit einem Gentest nachweisen.
Alle an Krebs erkrankten Patienten müssen selbstverständlich nach Abschluß der Therapie zu regelmäßigen Nachsorgeuntersuchungen.