血象正常。合並有甲亢時，可有血清T3、T4升高，TSH降低。
1.胸部X線為首選
(1)當胸骨後甲狀腺腫較小時，縱隔陰影並不增寬，這時如仔細觀察則可見上縱隔密度稍增高，常可壓迫氣管，可借氣管的弧形壓跡而推測有腫瘤的存在。當腫瘤增大後，上縱隔陰影可向一或兩側增寬。如腫瘤發生在右葉，則縱隔陰影向右側呈弧狀突出，大者也可稍向左側突出;如發生在左葉，當腫瘤小時陰影僅向左側突出，大時陰影可同時向右側突出。如腫瘤發生於兩側或峽部，縱隔陰影向兩側呈弧狀突出。由於主動脈弓比較固定對腫瘤壓力的抵抗較大，所以縱隔陰影主要向右側突出，同時腫大的甲狀腺可壓迫主動脈弓向左下方移位。
(2)甲狀腺腫體積較大時，可壓迫氣管使其向對側和後方移位;位於氣管後方者，壓迫氣管向前方和對側移位;氣管兩側受壓時呈劍鞘狀變形。一般氣管的彎度較大，往往一直延伸到頸部，終止於喉頭處，這種現象是甲狀腺腫的有力證據。
(3)胸骨後甲狀腺腫的陰影常與頸部軟組織相連接，在透視或X線片上，往往可見上縱隔的腫瘤陰影向頸部延伸，根據此點，常常可與其他縱隔腫瘤相鑒別。由於腫塊常與氣管緊密相連，在吞咽動作時有向上運動的現象，但如無這種運動也不能完全排除本症的可能性。
(4)食管也可被壓向左或右側移位，腫瘤偶爾也可嵌入食管和氣管之間，使兩者間距增寬，如食管黏膜有破壞現象是惡性腫瘤的證據。
(5)良性甲狀腺腫瘤邊緣可稍呈分葉狀，惡性腫瘤呈波浪狀。腫瘤陰影密度均勻，有時可有鈣化，常呈塊狀或點狀，在邊緣的可呈弧狀，但不能以有無鈣化來鑒別腫瘤的良、惡性，惡性腫瘤可向肺部或骨骼轉移。
(6)縱隔充氣造影能使甲狀腺腫瘤清晰顯示，應用橫斷體層攝影檢查可見腫塊位於主動脈的前上方。
2.CT檢查 可以更加詳細地了解腫塊的情況，典型的征象如下：①與頸部甲狀腺相連續，位於氣管前間隙內，亦可伸入到氣管與食管之後方;②邊界清晰;③伴有點狀、環狀鈣化;④腫物多為實質性陰影，密度不均勻，伴有不增強的低密度區;⑤常伴有氣管移位、被壓、食管受壓等;⑥CT值高於周圍肌肉組織。常為50～70HU，有時可達110～300HU，囊性區CT值15～35HU。
3.B超、MRI和DSA B超可以明確腫塊是囊性或實性。MRI幫助了解腫塊與周圍大血管的關係，排除血管瘤的可能。DSA幫助了解腫塊血供來源及腫塊本身的血液循環情況。
4.放射性核素131I檢查 可幫助確定腫塊是否為甲狀腺組織，也可確定其大小、位置或有無繼發甲亢的熱結節。
