半乳糖凝集素-3（Galectin-3）是一種與β-半乳糖苷具有高度親和力的糖類結合蛋白，有多種生物學特性，包括細胞生長調控、細胞黏附、炎性介質反應、細胞凋亡等。Galectin-3在分化較好的濾泡起源的甲狀腺癌中過度表達，特別是甲狀腺乳頭狀癌和濾泡狀腺癌。端粒酶逆轉錄酶（hTERT）是端粒酶的催化亞單位，在永生細胞及癌細胞中高表達，與腫瘤的發生、發展相關。hTERT可作為甲狀腺惡性腫瘤的潛在標志物，且敏感性高于端粒酶的活性檢測。間皮瘤抗原-1（HBME-1）是間皮細胞微絨毛表面特異性標志物，在腫瘤血管的形成、生長及轉移等方面發揮重要作用。多項研究顯示HBME-1在分化型甲狀腺癌中高表達，在未分化癌和良性病變中呈陰性或部分表達。高遷移率族蛋白A2（HMGA2）屬于非組蛋白的染色質相關蛋白，本身無轉錄活性，通過與染色質結合后改變染色質構象調節其他基因的轉錄。HMGA2在甲狀腺惡性腫瘤中的表達均明顯高于良性病變，區分良惡性甲狀腺腫瘤的敏感度和特異度分別為90.2%和97.1%。因此，HMGA2是區別甲狀腺良惡性腫瘤的重要標志物之一。

特異性的腫瘤標志物對于揭示甲狀腺癌的發病機制、早期診斷甲狀腺結節的良惡性、決定治療方案、監測復發情況和預測預后以及基因治療等均有十分重要的意義。

已有一些蛋白被鑒定可用作甲狀腺癌標志物（見表1）。