El exámen histológico, que no es necesario para establecer el diagnóstico, se obtiene mediante la punción aspiración con aguja fina y revela inicialmente una destrucción del epitelio glandular, con infiltrados de polimorfonucleares y pérdida parcial o completa del coloide, con fragmentación y duplicación de la membrana basal. Posteriormente la lesión folicular se caracteriza típicamente por un núcleo central de coloide rodeado de células gigantes multinucleadas que finalmente progresarán a granulomas. Característicamente estas lesiones histológicas de la tiroiditis subaguda son reversibles.