Ung thư tuyến giáp có một số dấu hiệu chính gồm:

- Khối u ở cổ.

- Bị khàn giọng.

- Xuất hiện u giáp trạng: u có đặc điểm cứng, bờ rõ, bề mặt có thể nhẵn hay gồ ghề, di động theo nhịp nuốt.

- Xuất hiện hạch vùng cổ: hạch thường nhỏ, mềm, di động và cùng bên với khối u.

Triệu chứng muộn hơn có thể là:

- Khối u to, rắn, cố định trước cổ.

- Khàn tiếng, có thể khó thở. 

- Khó nuốt, nuốt vướng, do u chèn ép.

- Da vùng cổ có thể bị thâm nhiễm hoặc sùi loét chảy máu. 

Tiên lượng của ung thư tuyến giáp là rất tốt, đặc biệt là ở những bệnh nhân dưới 45 tuổi và có u kích thước nhỏ. Thông thường, thời gian sống thêm toàn bộ của bệnh nhân trong vòng 10 năm là 100%, tỷ lệ chết do bệnh ung thư tuyến giáp là rất thấp.

Đối với bệnh nhân trên 45 tuổi, u kích thước lớn và xâm lấn thì tiên lượng của ung thư tuyến giáp vẫn khá tốt tuy nhiên tỷ lệ tái phát ở nhóm này cũng khá cao. Tiên lượng thường không tốt đối với bệnh nhân được phẫu thuật triệt căn và điều trị I-131 bổ trợ. Tuy vậy, bệnh nhân có thể sống trong thời gian dài mặc dù vẫn có tâm lý nặng nề là người mang bệnh ung thư. 

Xét nghiệm máu hoặc siêu âm tuyến giáp thường có thể tìm thấy những thay đổi trong tuyến giáp. Tuy nhiên, những xét nghiệm này không được khuyến khích làm xét nghiệm sàng lọc ung thư tuyến giáp trừ khi một người có nguy cơ gia tăng, chẳng hạn như có tiền sử gia đình bị ung thư tuyến giáp. Không có xét nghiệm sàng lọc nào được khuyến nghị để phát hiện sớm ung thư tuyến giáp cho những người có nguy cơ trung bình.

Những người có tiền sử gia đình mắc bệnh ung thư tuyến giáp thể tủy (MTC), có hoặc không có đa u tuyến nội tiết túyp 2 (MEN 2), có thể có nguy cơ mắc bệnh ung thư này rất cao. Hầu hết các bác sĩ đề nghị xét nghiệm gen cho những người này khi họ còn trẻ để xem liệu họ có mang những thay đổi gen liên quan đến MTC hay không.