甲状腺细胞学检查是指使用甲状腺细针穿刺，取一些细胞做病理检查，查看细胞的形态、良恶性，包括染色、免疫组化，主要是看细胞的良恶性，对判断甲状腺疾病的良恶性非常有帮助。而且根据细胞形态，也可以确定甲状腺疾病的严重程度。
甲状腺的细胞学检查非常关键，可以做实性结节的细针穿刺，但细针穿刺创伤较小，有时可能阳性率会受到影响。目前有机构做粗针穿刺，粗针穿刺取样的标本阳性率相对较高，但可能损伤相对也会更大，而在B超引导下进行损伤较小。对于细胞学检查，除穿刺实质性结节外，对于囊性结节也可以抽取囊液，经过离心同样可以看到细胞学形态。
在做甲状腺B超时，可以判断甲状腺的疾病状态。如果高度怀疑为恶性，可能需要抽取细胞液或者活检，抽取细胞查看细胞的形态、良恶性，从而判断甲状腺疾病的良恶性，为下一步的诊断和治疗提供诊断性依据。
