Karcinomi štitne žlijezde u stalnom su porastu. Papilarni i folikularni su najčešća varijanta i sa karcinomom Hurthleovih stanica nazivaju se diferencirani karcinomi štitne žlijezde te imaju bolju prognozu u odnosu na medularni i anaplastični. Ovisno o proširenosti i tipu karcinoma, postoji šest različitih metoda liječenja: operativno liječenje, terapija jodom-131, supresivna terapija levotiroksinom, radioterapija vanjskim snopom, ciljana terapija i kemoterapija. Temeljno liječenje diferenciranih karcinoma čine operativna terapija i potom primjena 131I. Primarni karcinom može se ukloniti lobektomijom ili totalnom tireoidektomijom. Totalna tireoidektomija češće se koristi zbog velike učestalosti multicentričnosti tumora i zahvaćenosti oba režnja žlijezde te je pokazala manji rizik od recidiva tumora većih od 1 cm. U liječenju metastatskog i rekurentnog karcinoma operacija je korisna kod resekcije ograničenih simptomatskih metastaza ili regionalnih limfnih čvorova, posebice kada je tumor refrakteran na 131I. Radiojodna terapija primjenjuje se nakon totalne tireoidektomije kako bi uništila sve preostale stanice zdravog i tumorskog tkiva štitnjače, bilo malignog ili suspektnog, te recidiva bolesti. Radioterapija vanjskim snopom i kemoterapija koriste se najviše u pacijenata čiji je karcinom neresektabilan, metastazirao ili čije stanje zahtijeva palijativnu terapiju zbog uznapredovale bolesti. Kemoterapija uglavnom ne daje zadovoljavajuće rezultate. Ciljana terapija je noviji modalitet liječenja koji daje odlične rezultate i sve se više koristi u slučaju proširene bolesti, recidiva ili metastaza koji su refrakterni na 131I. Prva linija sistemske ciljane terapije su inhibitori tirozin kinaze, čija primjena ima poseban značaj u liječenju karcinoma štitne žlijezde refrakternih na jod-131.