甲状腺癌晚期广泛转移时，血清Tg浓度可显著升高（＞1000μg/L），由于抗原量过多，远远超过了抗体的结合能力，使Tg测定结果呈假性偏低（“hook”现象）。Tg具有很高的敏感性和特异性，常用于甲状腺癌全切除术及131I治疗后的随访和复发的监测。但其前提是血TgAb必须阴性。分化型甲状腺癌（DTC）患者约2/3手术前Tg水平升高，因许多甲状腺良性疾病可伴Tg水平升高，不能作为DTC的诊断依据。DTC患者在接受甲状腺近全部切除和放射碘治疗后，血清Tg应不能测到。若手术前血清Tg水平正常。手术后血清Tg水平升高应警惕肿瘤的复发。另外，TgAb阳性患者由于TgAb对Tg测定的干扰，Tg测定结果往往不可靠。有学者报道一种定量反转录-聚合酶链反应通过检测血清Tg mRNA水平能避免阳性TgAb对分化型甲状腺癌诊断的干扰。
TSH刺激的血清Tg反应也无临床意义。如Tg增高，说明原肿瘤治疗不彻底或已复发，具体表现是：①在基础状态下可测到Tg，或原为阴性变成阳性；②停用TH抑制治疗3～4周（内源性TSH增高）Tg增高达2μg/L以上；③外源性TSH刺激后Tg增高达2μg/L以上，注射入重组TSH （rhTSH，thyrogen）后测定血清Tg优于测定基础Tg，但均要求血TSH＞30mU/L。近期研究表明，基础Tg的测定比TSH刺激后Tg的测定对诊断分化型甲状腺癌的复发更有预测价值。
凡遇有甲状腺损伤时，如急性、亚急性或某些慢性甲状腺炎，放疗、手术等，甲状腺滤泡的破坏程度可从血Tg上反映出来，因为损伤越重，释放的Tg进入血液循环的量也就越多。因甲状腺癌或因其他甲状腺病变行甲状腺全切的患者，术后血清Tg应降至零。如从血清中检测出一定浓度的Tg，表明来源于甲状腺滤泡细胞的恶性肿瘤已有甲状腺外转移。因此，血Tg是监测甲状腺癌术后复发的较好指标。但血Tg测不出，不能排除肿瘤复发或转移。当患者用L-T4治疗时，因TSH被抑制，血Tg一般测不到。如使用重组的人TSH刺激后，正常人或分化好的甲状腺癌的反应是Tg增加10倍以上，而分化差的甲状腺癌Tg升高不足3倍。甲状腺癌患者行部分甲状腺切除后，如基础血Tg＜1ng/ml，其复发的可能性小，5年生存率高。
