甲状腺癌主要有乳头状、滤泡状、低分化、髓样癌四种。
甲状腺癌多见于因良性病变而行头、颈、胸放射治疗的患者（虽然已停止放射治疗）。甲状腺癌常表现为甲状腺内小增生灶（结节），而非整个甲状腺长大。多数甲状腺结节为良性。甲状腺癌一般均能治愈。甲状腺癌摄碘能力有限，并能产生甲状腺激素，但引起甲状腺功能亢进症者罕见。如果病灶为孤立性结节而非多发性，甲状腺扫描显示无功能性、实质性而非液性（囊性）的结节、结节坚硬或生长迅速则甲状腺癌的可能性大。
颈部无痛性肿块常是甲状腺癌的首发症状。如果发现甲状腺结节，应做几项检查：甲状腺扫描可确立结节是否有功能，因为非功能性结节比功能性结节更可能是癌性病变。超声波检查价值较小，但可确定结节为实性或囊性。常需行结节细针活检进行显微镜检查是确诊甲状腺癌的最好方法。
乳头状癌
乳头状癌占甲状腺癌的60％～70％。女性患病率为男性的2～3倍，但女性甲状腺结节更多见，男性出现结节应更多地怀疑癌。乳头状癌在年轻者更多见，但老年者癌肿生长、扩散迅速。婴儿或儿童期因某些良性疾病或某些患癌症的成年人接受过颈部放射治疗，患乳头状癌的危险性大大增加。
乳头状癌需外科治疗。乳头状癌有时转移至附近淋巴结。直径小于2cm的结节，应切除结节及结节周围的甲状腺组织。有些专家则建议应切除全部甲状腺。手术几乎完全能治愈那些小的癌肿。
由于乳头状癌可受促甲状腺激素的影响，服用大剂量甲状腺激素抑制促甲状腺激素的分泌，可预防癌肿复发。如结节较大，应切除大部分或全部甲状腺，并对残留的甲状腺组织或甲状腺转移癌进行放射性碘治疗。可能还需要另加放射性碘的剂量以确保整个癌肿完全破坏。乳头状癌几乎都可治愈。
滤泡状癌
滤泡状癌约占全部甲状腺癌的15％，常见于老年人。女性较男性多见，同乳头状癌一样，男性出现孤立性结节，癌变可能性较大。其恶性程度超过乳头状癌，血性播散。癌细胞可转移至身体的任何部位（转移癌）。滤泡状癌须手术切除尽可能多的甲状腺，并对残留的甲状腺组织包括转移癌施行放射性碘治疗。
低分化癌
低分化癌占甲状腺癌的10％或10％以下，老年女性常见。该型肿瘤生长迅速，多在颈部出现大的肿块。约80％的患者在诊断1年内死亡。该型肿瘤不摄碘，故放射性碘治疗无效。手术后行抗癌药物及放射治疗，可使部分患者痊愈。
髓样癌
患甲状腺髓样癌时，甲状腺产生过量的降钙素，该激素由某种甲状腺细胞所产生。癌肿还可产生其他激素，引起不寻常的症状，并经淋巴系统扩散（转移）至淋巴结。经血液转移至肝脏、肺脏及骨。髓样癌可与其他类型内分泌癌症一起发生，叫做多发性内分泌瘤综合征（见第149节）。
治疗甲状腺髓样癌的方法为甲状腺全切除术。淋巴结摘除、活检以明确癌症是否转移至淋巴结。2/3以上的患者是多发性内分泌瘤综合征的一部分，存活期至少超过10年。单发的甲状腺髓样癌，预后不好。
由于甲状腺髓样癌有时有家族倾向，患者的直系亲属应采集血样进行异常基因的筛查。如果筛查结果阴性，亲属几乎不发生髓样癌；如果筛查结果为阳性，患者亲属已经或将患甲状腺髓样癌，应考虑行甲状腺切除术，即使未出现症状及血降钙素水平升高。血中降钙素水平升高或诱发试验后明显升高也有助于预测某些人已经或将患甲状腺髓样癌。如发现降钙素异常增高，应考虑切除甲状腺，因为及早治疗，可使患者的预后大大改善。