1、合并有甲亢时
可做甲状腺功能检查，会有血清T3、T4升高，TSH降低。
2、胸部X线
（1）当胸骨后甲状腺肿较小时，纵隔阴影不增宽，可见上纵隔密度稍增高，常可压迫气管，可借气管的弧形压迹推测肿瘤的存在。肿瘤增大后，上纵隔阴影可向一或两侧增宽。如肿瘤发生在右叶，则纵隔阴影向右侧呈弧状突出，大者也可稍向左侧突出；如发生在左叶，当肿瘤小时阴影仅向左侧突出，大时阴影可同时向右侧突出。如肿瘤发生于两侧或峡部，纵隔阴影向两侧呈弧状突出。由于主动脉弓比较固定，对肿瘤压力的抵抗较大，所以纵隔阴影主要向右侧突出，同时肿大的甲状腺可压迫主动脉弓向左下方移位。
（2）甲状腺肿体积较大时，可压迫气管使其向对侧和后方移位；位于气管后方者，压迫气管向前方和对侧移位；气管两侧受压时呈剑鞘状变形。气管的弯度较大，往往一直延伸到颈部，止于喉头处，这种现象是甲状腺肿的有力证据。
（3）胸骨后甲状腺肿的阴影与颈部软组织相连接，在透视或X线片上，可见上纵隔的肿瘤阴影向颈部延伸，根据此点，可与其他纵隔肿瘤相鉴别。由于肿块常与气管紧密相连，在吞咽动作时有向上运动的现象，若无这种运动也不能完全排除本症的可能性。
（4）食管可被压向左或右侧移位，肿瘤偶尔也可嵌入食管和气管之间，使两者间距增宽，若食管黏膜有破坏现象，提示为恶性肿瘤。
（5）良性甲状腺肿瘤边缘可稍呈分叶状，恶性肿瘤呈波浪状。肿瘤阴影密度均匀，有时可有钙化，呈块状或点状，在边缘的可呈弧状，但不能以有无钙化来鉴别肿瘤的良、恶性，恶性肿瘤可向肺部或骨骼转移。
（6）纵隔充气造影能使甲状腺肿瘤显示清晰，应用横断体层摄影检查可见肿块位于主动脉的前上方。
3、CT检查
典型的表现如下：①与颈部甲状腺相连，位于气管前间隙内，也可伸入到气管与食管后方；②边界清晰；③伴有点状、环状钙化；④肿物多为实质性阴影，密度不均匀，伴有不增强的低密度区；⑤伴有气管移位、被压、食管受压等；⑥CT值高于周围肌肉组织。常为50～70HU，有时可达110～300HU，囊性区CT值15～35HU。
4、B超、MRI和DSA
B超可明确肿块是囊性或实性。MRI可了解肿块与周围大血管的关系，排除血管瘤的可能。DSA了解肿块血供来源及肿块本身的血液循环情况。
5、放射性核素
131I检查可确定肿块是否为甲状腺组织，也可确定其大小、位置或有无继发甲亢的热结节。