A tiroglobulina é uma grande glicoproteína secretada pelas células epiteliais foliculares da tiróide e é portadora de síntese e armazenamento da hormona tiroidiana. A tiroglobulina pode ser utilizada como marcador tumoral para cancro diferenciado da tiróide e como um importante indicador de monitorização para doentes pós-operatórios com cancro diferenciado da tiróide. Os valores normais variam de 5 a 40 μg/L e qualquer resultado de teste acima ou abaixo do normal deve ser levado a sério. Um valor de tiroglobulina de 500 μg/L indica que o doente pode ter uma doença auto-imune da glândula tiróide e não significa que seja causada por cancro, que precisa de ser diagnosticado através de exame patológico. Valores elevados de tiroglobulina podem ser observados na tiroidite de Hashimoto, tiroidite indolor, adenoma da tiróide, tiroidite subaguda, bócio nodular e cancro da tiróide. Além disso, doentes com doenças hepáticas, diabetes mellitus, reumatismo e algumas pessoas normais podem também ter aumentado a tiroglobulina. É importante notar que a tiroglobulina é importante na monitorização do prognóstico e tratamento do cancro da tiróide diferenciado, por isso, se se verificar que a tiroglobulina é anormalmente elevada durante a monitorização regular após a tiroidectomia total dos doentes diagnosticados com cancro da tiróide, deve ser considerada como o resultado de cancro da tiróide recorrente ou metastático.