临床上甲状腺癌对化学治疗不敏感，所以不建议甲状腺癌术后采用化学治疗，仅作为姑息性治疗，或其它手段治疗无效尝试性治疗。国内阿霉素是唯一经批准用于转移性甲状腺癌的药物，肺内转移的疗效优于骨转移和淋巴转移。

4a期和4b期甲状腺癌，未分化的可以考虑在放疗的基础上加用化疗。所以甲状腺癌可以考虑放疗，化疗与放疗同步时，也可以在放疗后辅助性使用。化疗药物包括白蛋白类紫杉醇、一些铂类，化疗方案首选每周化疗。推荐对于未分化癌进行全身化疗，临床上绝大部分甲状腺癌为分化型甲状腺癌，以乳头状癌及滤泡状癌为主，吸碘率高，所以对放疗敏感。术后高危患者，辅助方式为碘-131放射治疗，对于髓样癌可以选择性放疗，甲状腺未分化癌由于恶性程度高，临床上占甲状腺的5%左右，有极高的淋巴结转移和远处转移，因此对于未分化型的癌可以采用全身综合治疗。