甲狀腺癌患者應進行血清生化檢查，血清生化檢查有助于甲狀腺癌的診斷及術后隨訪。其包括甲狀腺球蛋白測定、降鈣素測定、甲狀腺功能檢測。
1.甲狀腺球蛋白測定
TG值>10ng/ml為異常，如單純性甲狀腺腫，均可發現血清TG升高，故TG不能作為腫瘤標志物用于定性診斷，或雖有甲狀腺殘存，但131I治療后甲狀腺不再存在，應不再有TG，若經放射性免疫測定，發現TG升高，則表明體內可能有甲狀腺癌的復發或轉移，TG可作為較具有特異性的腫瘤標志物，用作術后的動態監測，了解體內是否有甲狀腺癌復發或轉移，仍有甲狀腺殘留，則檢測TG僅能作為參考，而不如前者的效用大，以免干擾檢查結果。
2.降鈣素測定
正常人血清和甲狀腺組織中降鈣素含量甚微，放射性免疫測定降鈣素的水平為0.1～0.2ng/ml，大多數>50ng/ml，血清降鈣素明顯升高為陽性，正常人無此反應，但降鈣素對血鈣水平的調節作用遠不如甲狀旁腺激素強大，故血清鈣水平大多正常，患者無骨質吸收的X線表現，如血清降鈣素恢復正常，說明腫瘤切除徹底;如血清降鈣素仍高，表示仍有腫瘤殘留或已發生轉移，有助于及早發現腫瘤復發，提高治療效果，增加存活率。
3.甲狀腺功能檢測
甲狀腺癌患者都應進行甲狀腺功能檢測，包括血漿PBI，血清T3。