พ.ศ. 2520-พ.ศ. 2545

ตราสัญลักษณ์แรก เป็นภาพกลุ่มวงกลมสีชมพูเข้ม ซ้อนกันเป็นรูปคลื่นกระจายสัญญาณ มีรูปสามเหลี่ยมคล้ายลำโพงอยู่ทางซ้าย

พ.ศ. 2546-30 มิถุนายน พ.ศ. 2557

ตราสัญลักษณ์ที่สอง ใช้ตราจากสถานีโทรทัศน์โมเดิร์นไนน์ เป็นสัญลักษณ์ประจำหน่วยงาน พร้อมกันกับ บริษัท อสมท จำกัด (มหาชน)

ตราสัญลักษณ์สำหรับการออกอากาศภาพคมชัดสูง 1 เมษายน พ.ศ. 2557-30 มิถุนายน พ.ศ. 2557

ตราสัญลักษณ์ที่ใช้กับการออกอากาศข่าว ในระบบดิจิทัลภาพคมชัดสูง ทางช่องเอ็มคอตเอชดี เป็นภาพตัวอักษร "TNA NEWS HD สำนักข่าวไทย" มีลูกโลกสีส้มใต้ตัวอักษร "T"

1 กรกฎาคม พ.ศ. 2557-ปัจจุบัน

ตราสัญลักษณ์ที่สาม จะมี 2 แบบ คือ แบบภาษาอังกฤษ จะมีคำว่า "Thai News Agency" โดยคำว่า Thai จะเป็นสีแดง และคำว่า News Agency เป็นสีขาว อยู่ในวงกลมสีน้ำเงิน และด้านล่างวงกลมสีน้ำเงินนั้น มีคำว่า "สำนักข่าวไทย" กำกับอยู่ด้วย ซึ่งเริ่มใช้ในวันที่ 1 กรกฎาคม 2557 (ปัจจุบันยังมีให้เห็นในเว็บไซต์สำนักข่าวไทยและบนยานพาหนะที่ใช้ทำข่าวนอกสถานที่) และแบบภาษาไทย จะมีคำว่า "สำนักข่าวไทย" โดยคำว่า สำนัก จะเป็นสีแดง และคำว่า ข่าวไทย เป็นสีขาว อยู่ในวงกลมสีน้ำเงิน และด้านล่างวงกลมสีน้ำเงินนั้น มีคำว่า "Thai News Agency" กำกับอยู่ด้วย ซึ่งแบบภาษาไทย เริ่มใช้ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2557

ตราสัญลักษณ์ที่มิได้ใช้จริง

ทั้งนี้ เมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2555 บมจ.อสมท แถลงข่าวว่าจะเปลี่ยนแปลงตราสัญลักษณ์ ที่ใช้กับการนำเสนอข่าวทางโทรทัศน์ของสำนักข่าวไทย โดยเริ่มตั้งแต่วันที่ 25 เมษายน เป็นต้นไป ภายใต้แนวคิดดังนี้[1]

• เส้นที่วิ่งรอบจุดศูนย์กลาง แสดงถึงเนื้อหาที่ครอบคลุมทั่วโลก การเดินทางรอบโลกอย่างรวดเร็ว ภายใต้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต ที่เข้าไปสัมพันธ์ ตั้งแต่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นรอบโลก ไปจนถึงในชีวิตประจำวัน และความสนใจของแต่ละบุคคล
  • ภาพที่นำมาใช้กับเส้นรอบโลก เป็นได้ทั้งภาพจักรวาล ท้องฟ้า เมือง ธรรมชาติ สัตว์ป่า ใต้ทะเลลึก เซลล์อะตอม หรือแม้แต่ หน่วยที่เล็กที่สุดในร่างกาย
• จุดศูนย์กลางที่แทนความหมายของโลก ทั้งที่เป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในจักรวาล เป็นสถานที่รวมเหตุการณ์ต่างๆ รวมทั้งเป็นโลกของคนที่มีความสนใจแตกต่างกันไป
  • สีของจุดศูนย์กลาง สามารถใช้สีต่างๆ โดยเปลี่ยนไปตามเรื่องราว แต่สีหลักเป็นสีฟ้า ตามสีของโลก
• ในพื้นที่ว่าง ระหว่างเส้นรอบโลกกับลูกโลก มีรูปร่างเป็นเลข 9 แทนลักษณะการนำเสนอเนื้อหา ที่มองจากมุมที่แตกต่าง ในแง่ที่คนทั่วไปยังไม่ตระหนักถึง
• ช่องส่วนปลายของเลข 9 ที่เจาะทะลุ เป็นช่องที่เปิดผ่านเปลือกนอก เข้าไปสู่แก่นแท้ สื่อถึงความเข้าใจในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น และวิเคราะห์ถึงประเด็นหลักที่แท้จริง

อนึ่ง สำนักข่าวไทยมิได้นำตราสัญลักษณ์นี้มาใช้จริง เนื่องจากมีกระแสโจมตีโดยฝ่ายตรงข้ามทางการเมืองและประชาชนบางกลุ่ม