1、合併有甲亢時
可做甲狀腺功能檢查，會有血清T3、T4升高，TSH降低。
2、胸部X線
（1）當胸骨後甲狀腺腫較小時，縱隔陰影不增寬，可見上縱隔密度稍增高，常可壓迫氣管，可借氣管的弧形壓跡推測腫瘤的存在。腫瘤增大後，上縱隔陰影可向一或兩側增寬。如腫瘤發生在右葉，則縱隔陰影向右側呈弧狀突出，大者也可稍向左側突出；如發生在左葉，當腫瘤小時陰影僅向左側突出，大時陰影可同時向右側突出。如腫瘤發生於兩側或峽部，縱隔陰影向兩側呈弧狀突出。由於主動脈弓比較固定，對腫瘤壓力的抵抗較大，所以縱隔陰影主要向右側突出，同時腫大的甲狀腺可壓迫主動脈弓向左下方移位。
（2）甲狀腺腫體積較大時，可壓迫氣管使其向對側和後方移位；位於氣管後方者，壓迫氣管向前方和對側移位；氣管兩側受壓時呈劍鞘狀變形。氣管的彎度較大，往往一直延伸到頸部，止於喉頭處，這種現象是甲狀腺腫的有力證據。
（3）胸骨後甲狀腺腫的陰影與頸部軟組織相連線，在透視或X線片上，可見上縱隔的腫瘤陰影向頸部延伸，根據此點，可與其他縱隔腫瘤相鑑別。由於腫塊常與氣管緊密相連，在吞嚥動作時有向上運動的現象，若無這種運動也不能完全排除本症的可能性。
（4）食管可被壓向左或右側移位，腫瘤偶爾也可嵌入食管和氣管之間，使兩者間距增寬，若食管黏膜有破壞現象，提示為惡性腫瘤。
（5）良性甲狀腺腫瘤邊緣可稍呈分葉狀，惡性腫瘤呈波浪狀。腫瘤陰影密度均勻，有時可有鈣化，呈塊狀或點狀，在邊緣的可呈弧狀，但不能以有無鈣化來鑑別腫瘤的良、惡性，惡性腫瘤可向肺部或骨骼轉移。
（6）縱隔充氣造影能使甲狀腺腫瘤顯示清晰，應用橫斷體層攝影檢查可見腫塊位於主動脈的前上方。
3、CT檢查
典型的表現如下：①與頸部甲狀腺相連，位於氣管前間隙內，也可伸入到氣管與食管後方；②邊界清晰；③伴有點狀、環狀鈣化；④腫物多為實質性陰影，密度不均勻，伴有不增強的低密度區；⑤伴有氣管移位、被壓、食管受壓等；⑥CT值高於周圍肌肉組織。常為50～70HU，有時可達110～300HU，囊性區CT值15～35HU。
4、B超、MRI和DSA
B超可明確腫塊是囊性或實性。MRI可瞭解腫塊與周圍大血管的關係，排除血管瘤的可能。DSA瞭解腫塊血供來源及腫塊本身的血液迴圈情況。
5、放射性核素
131I檢查可確定腫塊是否為甲狀腺組織，也可確定其大小、位置或有無繼發甲亢的熱結節。
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