甲狀腺癌的癥狀因其不同的病理類型和生物學特性而表現各異，局部體征也不盡相同。它可與多發性甲狀腺結節同時存在，發病期多無明顯癥狀，只是在甲狀腺組織內出現一質硬而高低不平的腫塊。
分化良好的甲狀腺癌其特點是生長緩慢，尤其是乳頭狀腺癌，常表現為局限于甲狀腺一葉或峽部無癥狀的腫物，多年生長緩慢，常被病人本人或在常規檢查時發現。偶爾長大的腫物，可產生氣管壓迫、吞咽困難或局部壓迫癥狀。5%病例有淋巴結轉移，10%的病例發生血行轉移，通常轉移到肺、骨或腦。
未分化癌和少數髓樣癌，常為高度侵犯性，發展迅速，生存期短。甲狀腺結節或腫塊多在短期內迅速變硬、增大，腺體在吞咽時上下移動性減少，或固定。更多合并有局部癥狀：如頸部常有不適或脹滿感、束緊感。初診時多有頸淋巴結的轉移，并可出現波及耳枕部和肩的疼痛，聲音嘶啞，以及呼吸困難、吞咽困難和明顯的Hornrt綜合征。未分化癌100%病例有血源性轉移，遠處轉移主要在扁骨(顱骨、椎骨、胸骨、盆骨等)和肺。其骨轉移，常無癥狀，但也可由于脊椎壓縮性骨折而有疼痛或神經癥狀;肺轉移表現為彌散性浸潤或局限性的結節。
髓樣癌，臨床上表現為甲狀腺內有不吸收放射性碘的孤立的硬結節。20%有家族性，有家族史者常為雙側性。由于癌腫產生5-羥色胺和分泌降鈣素，因此臨床上可出現腹瀉、心悸、臉面潮紅和血鈣降低等癥狀。晚期，50%以上病人有淋巴結轉移和血源性轉移。
臨床上有些病人的甲狀腺塊并不明顯，而以頸、肺、骨骼的轉移癌為突出癥狀。因此，當頸部、肺、骨髂有原發灶不明的轉移瘤存在時，應仔細檢查甲狀腺。