由于患者一般无典型的临床症状及体征，故仅依靠临床表现不能确诊。需结合实验室检查、影像学检查及病理学检查来明确诊断，其中影像学检查是甲状腺微小癌诊断的关键，病理学检查可以确诊。在诊断过程中，医生需排除甲状腺结节。
诊断依据
1、病史
有放射线接触史、甲状腺癌家族史。
2、辅助检查
（1）实验室检查
分子标记物水平检查V600E基因有突变。
（2）影像学检查
①超声：超声作为甲状腺微小癌定性诊断的首选方法。当甲状腺内有单发结节、且无明显包膜、直径＜10mm、左房收缩引起的房室平面移位/全舒张期的房室平面移位（A/T）≥1、呈低回声或极低回声及内部出现微钙化者，应高度怀疑为甲状腺微小癌。
②CT、MRI：对于转移灶较大且或怀疑有周围组织侵犯的甲状腺微小癌，CT和MRI可以作为评估手段，判断对邻近器官的影响。
（3）病理学检查
术前细针抽吸细胞学（FNA）检查或术中冷冻病理检查为恶性肿瘤且影像学检查最大直径≤10mm可确诊。
鉴别诊断
甲状腺良性结节：结节性质有各种各样，在临床上区别结节为良、恶性有时相当困难。甲状腺癌的发病在单结节性甲状腺肿远比多结节性甲状腺肿高。一个质地较软、光滑、可活动的结节，大多为良性（未分化癌如有坏死或出血，可相当软）。一个坚硬、固定、不痛的结节，当以恶性的机会大（但有例外）。
基于临床病理分类：
1、甲状腺乳头状微小癌（PTMC）
甲状腺微小癌占甲状腺癌的6%～35%，PTMC在微小癌中占65%～99%。乳头状癌恶性程度最低，生长缓慢，可在甲状腺内局限数年。病灶可经腺体内淋巴管扩散，血行转移较少，如有则以肺转移为主，次为骨转移。随着年龄增大，肿瘤恶性程度增高。
2、甲状腺滤泡癌
滤泡癌很少从淋巴转移，一般通过血行扩散，特别扩散至骨骼、肺、肝等脏器。
3、甲状腺髓样癌
髓样癌恶性程度较滤泡癌高。甲状腺髓样癌一般分为散发性和家族性。癌肿易侵蚀腺体内淋巴管，扩散至腺体其他部位，也同样
甲状腺结节患者应忌口高碘食物、辛辣刺激性食物、油腻食物以及寒凉食物等，这些食物可能加重甲状腺负担，影响病情恢复。1.高碘食物：海带、紫菜、海鱼、海虾等海产品富含碘元素，过量摄入可能刺激甲状腺功能，导致甲状腺结节增大。对于甲状腺功能正常的患者，适量摄入碘是必要的，但应避免过量。2.辛辣刺激性食物：辣椒、花椒、芥末、葱、姜、蒜等辛辣食物容易刺激咽喉黏膜，加重吞咽困难、吞咽疼痛的症状，不利于病情恢复
