目的：评估甲状腺结节细针穿刺（fine-needle aspiration，FNA）细胞学检查联合BRAFV600E基因检测对直径≤5 mm、美国放射学会甲状腺超声影像数据报告系统（TI-RADS）评分为5的甲状腺微小结节良恶性的术前诊断价值及意义。方法：回顾性分析75例患者的96枚直径≤5 mm、TI-RADS 5的甲状腺微小结节术前FNA细胞学检查和BRAFV600E基因检测结果，以手术病理为金标准，分析FNA细胞学检查、BRAFV600E基因突变检测以及两者联合对甲状腺微小结节良恶性的诊断价值。结果：FNA细胞学检查联合BRAFV600E基因突变检测的敏感性、准确性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为95.0%、93.8%、91.7%、95.0%、91.7%，受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下面积为0.933。联合检测的敏感性、准确性和ROC曲线下面积均高于单一的FNA细胞学检查及BRAFV600E基因突变检测，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：FNA细胞学检查联合BRAFV600E基因突变检测可以提高直径≤5 mm且评分为TI-RADS 5的甲状腺微小结节的术前诊断效能，减少漏诊的发生。同时对于直径≤5 mm的特殊位置以及多灶性的甲状腺微小结节，可以在提高穿刺准确性的基础上，帮助患者确定最佳的手术方案。