A szövettani (hisztológiai) vizsgálat a pajzsmirigy-diagnosztika végpontja és egyben legmagasabb szintű megerősítése. Míg a citológiai mintavétel (FNA) csupán elszórt sejteket vizsgál, a szövettani feldolgozás során a sebészeti úton eltávolított teljes szövetmintát, illetve szervrészletet elemezzük. Ez az eljárás teszi lehetővé a szöveti architektúra (szerkezet) pontos megfigyelését, amely elengedhetetlen a végleges diagnózis felállításához és a további onkológiai vagy endokrinológiai stratégia meghatározásához.