甲狀腺細胞學檢查是指使用甲狀腺細針穿刺，取一些細胞做病理檢查，查看細胞的形態、良惡性，包括染色、免疫組化，主要是看細胞的良惡性，對判斷甲狀腺疾病的良惡性非常有幫助。而且根據細胞形態，也可以確定甲狀腺疾病的嚴重程度。甲狀腺的細胞學檢查非常關鍵，可以做實性結節的細針穿刺，但細針穿刺創傷較小，有時可能陽性率會受到影響。目前有機構做粗針穿刺，粗針穿刺取樣的標本陽性率相對較高，但可能損傷相對也會更大，而在B超引導下進行損傷較小。對于細胞學檢查，除穿刺實質性結節外，對于囊性結節也可以抽取囊液，經過離心同樣可以看到細胞學形態。在做甲狀腺B超時，可以判斷甲狀腺的疾病狀態。如果高度懷疑為惡性，可能需要抽取細胞液或者活檢，抽取細胞查看細胞的形態、良惡性，從而判斷甲狀腺疾病的良惡性，為下一步的診斷和治療提供診斷性依據。