甲状腺癌的症状因其不同的病理类型和生物学特性而表现各异，局部体征也不尽相同。它可与多发性甲状腺结节同时存在，发病期多无明显症状，只是在甲状腺组织内出现一质硬而高低不平的肿块。
分化良好的甲状腺癌其特点是生长缓慢，尤其是乳头状腺癌，常表现为局限于甲状腺一叶或峡部无症状的肿物，多年生长缓慢，常被病人本人或在常规检查时发现。偶尔长大的肿物，可产生气管压迫、吞咽困难或局部压迫症状。5%病例有淋巴结转移，10%的病例发生血行转移，通常转移到肺、骨或脑。
未分化癌和少数髓样癌，常为高度侵犯性，发展迅速，生存期短。甲状腺结节或肿块多在短期内迅速变硬、增大，腺体在吞咽时上下移动性减少，或固定。更多合并有局部症状：如颈部常有不适或胀满感、束紧感。初诊时多有颈淋巴结的转移，并可出现波及耳枕部和肩的疼痛，声音嘶哑，以及呼吸困难、吞咽困难和明显的Hornrt综合征。未分化癌100%病例有血源性转移，远处转移主要在扁骨(颅骨、椎骨、胸骨、盆骨等)和肺。其骨转移，常无症状，但也可由于脊椎压缩性骨折而有疼痛或神经症状;肺转移表现为弥散性浸润或局限性的结节。
髓样癌，临床上表现为甲状腺内有不吸收放射性碘的孤立的硬结节。20%有家族性，有家族史者常为双侧性。由于癌肿产生5-羟色胺和分泌降钙素，因此临床上可出现腹泻、心悸、脸面潮红和血钙降低等症状。晚期，50%以上病人有淋巴结转移和血源性转移。
临床上有些病人的甲状腺块并不明显，而以颈、肺、骨骼的转移癌为突出症状。因此，当颈部、肺、骨髂有原发灶不明的转移瘤存在时，应仔细检查甲状腺。