目的：应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)筛选甲状腺癌元素组学的生物标志物，并建立甲状腺癌元素组学风险评估模型，为甲状腺癌的诊断和治疗提供依据。方法：选取2020年2-11月在北京同仁医院就诊的200例甲状腺癌患者纳入甲状腺癌组，另选同期在医院体检的50名健康志愿者纳入健康对照组，采用ICP-MS测定其血清中碘(I)、钙(Ca)、铁(Fe)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、硒(Se)、锑(Sb)等28种微量元素的总量。分析微量元素含量、甲状腺功能游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离四碘甲状腺原氨酸(FT4)、三碘甲状腺原氨酸(T3)和四碘甲状腺原氨酸(T4)指标和超声检查甲状腺体积，建立甲状腺疾病的元素组学风险评估模型。结果：甲状腺癌组与健康对照组I、Ca、Fe、Ni、Cu、Zn、Se和Sb的8种微量元素含量比较，差异均有统计学意义(U=2.601、1.972、2.607、2.611、2.603、2.605、2.601、2.605,P<0.05)，女性甲状腺癌患者I、Cr及Mn含量升高，男性甲状腺癌与健康对照组间I、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Se和Sb的8种微量元素含量比较，差异均有统计学意义(U=2.601、2.608、2.603、2.602、1.973、2.603、2.601、2.602,P<0.05)。甲状腺癌组患者FT3、FT4、T3和T4与I的含量有显著相关性(r=0,6209、0.5116、0.557、0.5923,P<0.05)。甲状腺癌组的Fe与Zn、Cr与Mn、Ca与Zn、Se与Fe以及Zn与Se浓度水平之间均有相关性(r=0.5523、0.5528、0.7158、0.5699、0.6371、0.5420,P<0.05)。I和Mn的高浓度是甲状腺癌的危险因素。甲状腺癌元素组学风险评估模型的特异度和灵敏度均>95%。结论：在甲状腺癌患者中除低浓度的Co、Ni、Cu、Zn、Se和Sb起作用外，女性患者血清中的Ca和男性患者血清中的Fe均起着重要作用，可为甲状腺癌的诊断和治疗提供依据。基于甲状腺癌元素组学风险评估模型具有良好的诊断效果。