Tarczyca to gruczoł zlokalizowany w szyi, a guzek tarczycy to guzek, który rozwija się w nim. Guzki tarczycy rzadko są rakowe i są powszechne, a około połowa wszystkich osób w wieku 50 lat prawdopodobnie ma co najmniej jeden. Ponieważ istnieje wiele różnych typów guzków tarczycy, badania przeprowadza się po jego wykryciu. Skany tarczycy mogą wykazać, że guzek jest gorący, ciepły lub zimny. Gorący guzek wytwarza nadmierne ilości hormonu tarczycy, ciepły guzek wytwarza normalne ilości, podczas gdy zimny guzek tarczycy wytwarza niewiele lub wcale.
Wewnątrz tarczycy komórki tarczycy wytwarzają hormony, które regulują tempo metabolizmu organizmu. Kiedy część tarczycy powiększa się, tworząc gorący guzek, komórki wewnątrz guzka wytwarzają zbyt dużo hormonów. Czasami powiększenie może być częścią wysiłku gruczołu, aby wyprodukować więcej hormonów, ponieważ ogólnie gruczoł zawodzi, a poziom hormonu wytwarzanego przez każdą komórkę jest zbyt niski. Może to prowadzić do powstania ciepłego lub zimnego guzka tarczycy.
Rak tarczycy najczęściej rozwija się w postaci pojedynczego guzka. Zimny guzek tarczycy ma większą szansę na złośliwość lub raka niż guzek ciepły lub gorący. Mimo to, podczas badania około 95 procent pojedynczych guzków okazuje się być łagodne lub nienowotworowe. Poza przerostem komórek tarczycy, guzki mogą składać się z torbieli, łagodnych guzów lub tkanki tarczycy w stanie zapalnym.
Badania mają na celu dostarczenie informacji o guzku i ustalenie, czy jest on rakowy. Skany obrazowe tarczycy obejmują użycie radioaktywnego jodu. Ponieważ tarczyca używa jodu do wytwarzania swojego hormonu, im bardziej aktywny jest gruczoł, tym bardziej radioaktywny jod zostanie przyswojony, co można ocenić na zdjęciu rentgenowskim. W zależności od ilości radioaktywnego jodu przedstawionej na zdjęciu rentgenowskim, guzek może być sklasyfikowany jako gorący, ciepły lub zimny guzek tarczycy. Jedynym sposobem na upewnienie się, czy rak jest obecny, jest pobranie próbki guzka lub biopsji guzka tarczycy.
Biopsje guzków są zwykle wykonywane przy użyciu techniki zwanej aspiracją cienkoigłową, w której próbki komórek są pobierane z guzka za pomocą igły i strzykawki. Komórki są następnie badane pod mikroskopem. W celu ułożenia igły można wykorzystać badanie ultrasonograficzne. Możliwe jest pozostawienie w spokoju tych guzków, które okazały się łagodne i które nie rosną ani nie powodują objawów. W przypadku wykrycia raka, niezależnie od tego, czy guz jest gorącym, ciepłym czy zimnym guzkiem tarczycy, zwykle konieczne jest chirurgiczne usunięcie całości lub części tarczycy.