并非所有的甲状腺癌都需要立即进行手术。有一些非常小的肿瘤，医生认为可以暂时观察而不进行手术，但必须密切监测和控制，如果有变化再进行手术。当然，在临床实践中，很少有人会选择接受观察并推迟手术，除非他们因其他原因不能手术。
甲状腺癌的主要治疗方法包括手术、碘-131治疗、甲状腺内分泌激素治疗和放射治疗（外照射）。只要有手术指征，就应该尽可能地进行手术，即使是原位甲状腺癌和转移性淋巴结癌，即使有远处转移，也应该进行手术。
一般来说，甲状腺癌的治疗必须根据病理类型进行个体化。分化型甲状腺癌和未分化型甲状腺癌具有不同的生物学特征、预后和治疗。
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1.分化型甲状腺癌（乳头状癌和滤泡状癌）的治疗。
根据病变的大小、甲状腺的外侵、淋巴结转移和远处转移，手术可采用甲状腺叶切除、全甲状腺切除、全甲状腺切除加淋巴结清扫等。术后根据病理结果进行再评估，根据不同阶段，进行放射性碘治疗和/或内分泌甲状腺激素治疗（TSH抑制、甲状腺激素替代治疗）。
放射性核素治疗（131-碘治疗）主要用于术后辅助治疗，以杀死和清除甲状腺组织的剩余细胞或其他地方的隐性微小病变。因此，并非所有甲状腺全切术后的患者都需要进行放射性碘治疗，是否需要进行放射性碘治疗取决于是否需要切除甲状腺残余物。
分化型甲状腺癌手术后，需要进行内分泌治疗，包括用甲状腺激素制剂进行替代治疗和补充甲状腺激素（由于部分或全部切除了甲状腺，不能分泌甲状腺素，所以要口服合成甲状腺素片），以维持血液中甲状腺激素的正常水平，即。即抑制血清TSH至正常范围，更重要的是抑制甲状腺激素 这意味着通过补充甲状腺激素使甲状腺激素保持在略高于正常但低于甲亢的水平，即把血清TSH降低到正常与甲亢之间的水平。甲状腺素片的确切剂量应根据TSH水平来调整。如果是全甲状腺切除术，甲状腺素片必须终身服用。术后应定期进行随访检查。
一般来说，有残癌或有高复发风险的患者应将TSH水平维持在0.1 mU/L以下；然而，无病的低复发风险患者应将TSH水平维持在接近正常下限（略高于或低于正常下限）。对于实验室检查阳性但无器质性病变（甲状腺球蛋白阳性，影像学检查阴性）的低风险组患者，TSH水平应保持在0.1-0.5 mU/L；对于无病生存多年的患者，其TSH水平可能在正常参考值内。可以使用左甲状腺素钠片（尤金诺），剂量为每天75 ug-150 ug，并应定期测量血液中的T4和TSH，根据结果调整剂量。
对于分化型甲状腺癌，即使有远处转移，仍可考虑手术切除原位病灶和较小的远处转移灶。如果疾病继续发展，或者局部治疗无法缓解症状和保留重要器官，这时就需要考虑系统性治疗，如索拉非尼和乐伐替尼。分化型甲状腺疾病不需要进行放疗和化疗。
2.甲状腺髓样癌的治疗。
手术是治疗甲状腺髓样癌的主要和唯一可能的方法。术后需要进行甲状腺激素替代治疗，但不需要进行TSH抑制治疗。如果手术后仍有残余病灶，可考虑进行体外放射治疗。当然，定期的术后随访是必要的。对于进展期（晚期）髓样癌，可以考虑系统性药物治疗，例如凡德他尼和卡博赞替尼，这两种靶向药物都被批准用于进展期髓样甲状腺癌。
3.未分化的甲状腺癌的治疗。
未分化癌是高度恶性的，生长迅速，并倾向于转移到宫颈淋巴结和远处地区。因此，一旦诊断出未分化的甲状腺癌，就应该尽快进行分期和检查，以确定是否可以进行手术切除。如果肿瘤是可切除的，应进行手术切除，术后应进行外照射放疗。如果原发灶不能切除但没有远处转移，可以考虑进行姑息性放疗。如果发生远处转移，可根据需要考虑对原发灶或转移灶进行姑息性放疗。一般的治疗原则是全身性的姑息治疗，包括全身化疗（尚未成为标准推荐，建议参加临床试验）、靶向治疗（如BRAF抑制剂达拉非尼、MEK抑制剂曲美替尼、免疫治疗等，但尚未成为标准推荐）和姑息性对症治疗。