Punkcija štitnjače pod kontrolom ultrazvuka je standardna dijagnostička pretraga kojom dobivamo uzorke stanica štitnjače kako bismo ih mogli dalje mikroskopski analizirati. S obzirom na činjenicu da je to jedini način da neinvazivno saznamo jesu li promjene u štitnjači dobroćudne ili zloćudne a o čemu direktno ovisi i daljnje operativno ili konzervativno liječenje štitnjače, ova pretraga je iznimno važna za točnu procjenu zdravstvenog statusa štitnjače. Kao što ginekolog i nakon urednog ginekološkog pregleda uzme uzorak za PAPA test, jer mikroskop vidi više od ljudskog oka, tako i kod štitnjače ultrazvuk, color Dopller, scintigrafija štitnjače i laboratorijske pretrage nemogu odgovoriti na pitanje što se događa u štitnjači na mikroskopskoj razini. Od punkcije štitnjače mnogi pacijenti zaziru zbog straha od boli kao i zbog zabrinutosti od mogućih posljedica samog zahvata.
Pretraga je iznimno jednostavna, kratko traje i minimalno je bolna (većina pacijenata bol opisuje kao i bol kod uobičajenog vađenja krvi iz vena ruku). Naime punkcija štitnjače se radi sa iglama tanjim od igala koje se koriste kod vađenja krv. Igla se uvodi u štitnjaču kroz kožu vrata pod kontrolom ultrazvuka tehnikom slobodne ruke (engleski „free hand technique“), tako da se cijelo vrijeme prati vrh igle i putanja igle u vratu, čime se izbjegava mogućnost bilo kakve povrede struktura vrata. Sama procedura traje vrlo kratko, igla je svega par sekundi u vratu, i pacijent nemože napraviti ništa čime bi ugrozio sigurnost samog zahvata, čak i ako proguta tijekom punkcije neće se dogoditi nikakva povreda organa vrata. Još uvijek je kod nekih pacijenata prisutna zabrinutost od eventualnog širenja zloćudne bolesti nakon punkcije ili pak poticanja propagacije dobroćudnih ka zloćudnim promjenama.
Dugogodišnje iskustvo, punkcije se rade već više od 50 godina, isključuje ove mogućnosti a istovremeno zahvaljujući punkciji i citološkoj analizi uzoraka dobivenih punkcijom značajno je smanjen broj pacijenata kojima je potrebno operativno liječenje štitnjače. Nakon što se punkcijom dobije adekvatan materijal on se razmaže na predmetno stakalce i šalje u citološki laboratorij na sušenje, farbanje i citološku analizu koju vrši specijalist citolog. Kao i kod drugih pretraga štitnjače i ovdje je iznimno važno iskustvo i umijeće (vještina) kako liječnika koji uzima materijal tj. radi punkciju tako i citologa koji gleda stanice pod mikroskopom. Nuspojave punkcije štitnjače (kod iskusnog liječnika) su uglavnom blaža bol koja se javlja tijekom prodora igle u štitnjaču, te vrlo rijetko kod nekih pacijenata se može pojaviti manji hematom (modrica - potkožno krvarenje) kao i kod običnog vađenja krvi, što je prvenstveno ovisno o kvaliteti krvnih žila pacijenta i u cijelosti se povlači kroz par dana.