Quando è presente un nodulo, solitamente vengono eseguiti test di funzionalità tiroidea per scoprire se una persona ha una quantità normale di ormoni tiroidei ("eutiroide") o un eccesso di ormoni, di solito secreti dal nodulo, che causano l'ipertiroidismo. Quando i test di funzionalità tiroidea sono normali, spesso viene effettuata una ecografia per studiare il nodulo e fornire informazioni, ad esempio se esso è pieno di liquido o è una massa solida e se l'aspetto si indicativo di un cancro benigno o maligno. Una biopsia, tramite ago aspirato, può quindi essere eseguita e il campione sottoposto ad esame citologico, in cui l'aspetto delle cellule viene visualizzato per determinare se assomigliano a cellule normali o cancerose.