La ultrasonografía (US) en tiempo real fue introducida en la práctica clínica en los años 80 del siglo XX y ha probado ser un método eficiente y sensible para evaluar la anatomía de la glándula tiroides. Permite identificar nódulos tiroideos, diversos tipos de tiroiditis, aumento de tamaño de la tiroides (bocio) y variaciones anatómicas de ésta, al igual que masas extra-tiroideas. Es una importante herramienta diagnóstica que complementa el examen físico de pacientes con nódulos tiroideos palpables. Permite no sólo detectar la presencia de nódulos tiroideos, si no también evaluar la localización, características y tamaño de los mismos. Además, permite detectar ganglios linfáticos, su localización y características, al igual que, en pacientes con cáncer tiroideo que hayan sido sometidos a tiroidectomía total (extirpación completa de la tiroides) y a dosis terapéuticas de yodo radiactivo (131I), evaluar la presencia de enfermedad residual, recurrente o de metástasis a ganglio linfáticos cervicales.
Por otro lado, la ultrasonografía de tiroides permite realizar la punción-biopsia con aguja fina de la tiroides, procedimiento habitualmente llamado aspirado-biopsia con aguja fina de la tiroides guiado por sonografía.
Así mismo, la ecografía permite detectar la presencia de tejido paratiroideo anormal (ej.: adenoma de paratiroides) en pacientes con hiperparatiroidismo primario, condición que se caracteriza por niveles de calcio altos en sangre con una hormona llamada PTH (paratohormona) elevada en suero.