O tratamento primário para o câncer de tireoide é geralmente a intervenção cirúrgica. Nesta operação, a glândula tireoide inteira ou a parte afetada é removida. Se a doença se espalhou para os gânglios linfáticos, estes também podem precisar ser removidos cirurgicamente. No período pós-operatório, um tratamento adicional chamado terapia com iodo radioativo (terapia atômica) pode ser aplicado para certos tipos de câncer de tireoide. A necessidade deste tratamento é determinada pelo médico assistente, levando em consideração os resultados patológicos e o risco de recorrência da doença. Antes da terapia com iodo radioativo, geralmente pode ser necessário descontinuar a medicação tireoidiana e seguir uma dieta especial. Durante o tratamento, devido ao risco de emissão de radiação, o paciente precisa ser isolado e, posteriormente, precauções contra a radiação devem ser tomadas por um certo período para proteger as pessoas ao seu redor. Após a cirurgia de tireoide, a terapia hormonal tireoidiana oral é administrada por toda a vida para atender às necessidades de hormônio tireoidiano do corpo e prevenir a recorrência da doença. Tratamentos adicionais, como quimioterapia e radioterapia, geralmente são necessários apenas em estágios avançados ou casos raros, como o câncer anaplásico de tireoide.