O diagnóstico de adenoma folicular se faz na ausência de aspectos nucleares de carcinoma papilífero e ausência de invasão capsular ou vascular.

O índice mitótico elevado, acima de 5 mitoses/CGA, favorece o diagnóstico de carcinoma folicular em relação às demais neoplasias da tireoide.

A positividade para calcitonina, TTF1 e tireoglobulina favorece o diagnóstico de carcinoma medular.

A presença de mutação do RAS e de rearranjos PAX8-PPAR é útil no diagnóstico diferencial entre o adenoma e o carcinoma folicular.

No diagnóstico do carcinoma papilífero, a avaliação imunoistoquímica complementar à morfologia é essencial, observando-se em geral positividade para CD56 e CK19, e negatividade para p63.