Voor afbeeldend onderzoek wordt voornamelijk gebruikgemaakt van scintigrafie en echografie.

Scintigrafie
Scintigrafie is een onderzoek waarmee, na injectie van een kleine hoeveelheid radioactief gemerkt jodium of technetium, de schildklier kan worden afgebeeld. Dat is vergelijkbaar met het inspuiten van contrastvloeistof om aandoeningen aan zachte weefsels in het lichaam zichtbaar te maken.
Het voordeel van de scintigrafie is dat knobbels die te veel of te weinig schildklierhormoon maken en dus ook jodium- of technetium abnormaal concentreren, zichtbaar kunnen worden gemaakt als respectievelijk koude of warme knobbels. Ook een meer knobbelig struma, de zogenaamde multinodulair struma, kan zo goed worden vastgesteld.



Dit laatste kan eventueel ook met echografie.
De stralenbelasting bij nucleaire scintigrafie is vrijwel te verwaarlozen, maar het onderzoek is arbeidsintensiever en duurt langer dan de eerdergenoemde echografie. In bepaalde gevallen heeft scintigrafie een meerwaarde boven echografie, zoals bij een afwijkende schildklierfunctie. Als men nagaat of er nog schildklierweefsel is achtergebleven nadat de schildklier helemaal is weggehaald in verband met een schildkliercarcinoom, is het maken van een scan nuttig. Net zo nuttig is een dergelijke scan overigens ook bij schildklierontstekingen waarbij meestal geen of weinig jodium wordt opgenomen. Met radioactief jodium worden ook zogenaamde 'total body scans', ofwel scans van het hele lichaam gemaakt. Dat gebeurt na therapie met radioactief jodium om te zien of zich nog ergens jodium ophoopt, wat kan wijzen op een uitzaaiing van het schildkliercarcinoom.

Echografie
Tegenwoordig is echografie een veelgebruikt afbeeldend onderzoek. Via geluidsgolven wordt de anatomie van de schildklier en omgeving afgetast. Niet alleen kan zo de grootte van de schildklier worden bepaald, maar ook of er al of niet knobbels aanwezig zijn. Ook het aspect van knobbels, en dan in het bijzonder of er in zo'n knobbel vocht zit (cyste), ofwel dat er sprake is van abnormaal weefsel is vaak goed te zien.



Bovendien geeft het onderzoek geen stralenbelasting en kan het dus gemakkelijk worden herhaald. Nadeel is dat bij heel veel mensen kleine knobbeltjes worden gevonden die in feite niet van belang zijn.

Overig radiologisch onderzoek
Veel minder vaak zal gebruik worden gemaakt van CT (computerized tomography) -scanning of MRI (magnetic resonance imaging).
Is er sprake van een struma dat afgezakt is tot in de borstholte, dan kan CT of MRI wel behulpzaam zijn bij het afbakenen van de afwijkingen. Ook bij oogafwijkingen die bij de ziekte van Graves passen, vooral als ze eenzijdig zijn, is CT-scanning of MRI zinvol.
Conventioneel radiologisch onderzoek in de zin van een röntgenfoto van borstholte (thorax) en luchtpijp (trachea) kan zichtbaar maken of er sprake is van verdringing en/of vernauwing van de luchtpijp door een struma. Omdat de patiënt daarbij vooral hinder ondervindt bij de inademing, is soms een longfunctieonderzoek zinvol om een inademingsbelemmering op te sporen. Als men afwijkingen vindt bij radiologisch of longfunctieonderzoek kan dit een reden zijn om het struma te verkleinen.

Cytologisch onderzoek
Als bij lichamelijk onderzoek of bij echografie één (prominente) of meer knobbels worden vastgesteld, kan met een punctie worden vastgesteld wat de oorzaak is.



Bij de punctie, die slechts kort duurt, wordt eerst een dunne naald in de betreffende knobbels gestoken. Vervolgens zuigt men wat weefsel op door middel van een spuit, waarmee men vacuüm zuigt. Deze punctie is weinig pijnlijk en kan gemakkelijk worden herhaald.
Het opgezogen weefsel wordt microscopisch onderzocht om vast te stellen of het om een goedaardige of een kwaadaardige verandering gaat. Een kwaadaardige verandering komt gelukkig niet zo vaak voor. Eventueel kan zelfs een ontsteking worden opgespoord, maar ook dat wordt niet zo vaak gezien. Niet altijd is een echografie nodig om de punctie te verrichten; soms wordt dit gewoon op gevoel gedaan. Is de knobbel alleen bij echografie aantoonbaar, dan is de punctie uiteraard alleen maar onder echografische controle mogelijk.
Het cytologisch onderzoek is zo betrouwbaar, dat bij palpabele knobbels direct tot punctie wordt besloten en geen scintigram of echogram meer wordt gemaakt. Helaas komt het een enkele keer voor dat het cytologisch onderzoek niet goed kan worden uitgevoerd, omdat de punctie onvoldoende celmateriaal heeft opgeleverd. Herhaling van de punctie is dan aangewezen.

Histologisch onderzoek
Als bij cytologisch onderzoek aanwijzingen zijn gevonden voor een maligniteit (kwaadaardigheid) of als dit niet goed is uit te sluiten, dan is weefselonderzoek (histologie) noodzakelijk. In het bijzonder het folliculair adenoom, een goedaardig gezwel, is cytologisch niet van een carcinoom te onderscheiden.
Als tot histologisch (= weefsel) onderzoek wordt besloten zal in het algemeen een halve schildklier worden verwijderd (hemithyroïdectomie). In geval van maligniteit zal dan doorgaans ook de andere helft van de schildklier operatief worden verwijderd.