Jelikož je štítná žláza snadno nahmatatelná, je její kontrola součástí běžných preventivních prohlídek. Tzv. palpačním vyšetřením lze během několika vteřin zhodnotit případné zvětšení či nerovnosti. Dojde-li lékař k závěru poruchy štítné žlázy, má k dispozici celou řadu dalších vyšetření, jenž volí na základě svého zjištění a obtíží pacienta. Nejběžněji se setkáváme s ultrazvukovým vyšetřením. Popisovat jeho postup není nejspíše vůbec nutné, přední část krku se potře lubrikačním gelem a pomocí sondy se na monitoru zobrazí oblast štítné žlázy. Touto metodou lze provést přesné změření laloků, identifikovat případné uzly či zvýšené prokrvení.
Podstatné vypovídací hodnoty má zjištění hladin hormonu tyroxinu (T4) a tyreostimulačního hormonu (TSH). Normální hodnoty pro T4 se pohybují v rozmezí 9 až 25 pmol/l a u TSH 0,3 až 5 mIU/l. Při nutnosti pátrat po přesné příčině hypertyreózy či rozlišení mezi hypertyreózou a tyreoiditídou je hojně využíváno scintigrafického vyšetření. Při něm je pacientovy aplikováno malé množství radioaktivního jódu. Po dobu 15 až 20 minut je tento označený jód vychytáván štítnou žlázou, než se provede snímek, na němž jsou poté patrná místa, kde dochází k zvýšené či naopak snížené produkci hormonů. Aplikovaná látka se po vyšetření bez potíží vyloučí z těla močí.
Při podezření na nádorové onemocnění je přistoupeno k punkci. Během ní se tenkou jehlou odebírá vzorek tkáně, který je odeslán na histologické vyšetření. Zákrok je prováděn v místním znecitlivění a je naprosto bezbolestný.