碘-131主要的不良反应就是甲状腺功能减退，发生甲减的比率发生率大概是4.6%-5.4%。另外，除了甲减之外，接受碘-131治疗的时候有可能会出现放射性甲状腺炎症，有些有突眼的病人，尤其是在活动期，用碘-131治疗之后，可能会加重病情，所以突眼的病人一定要慎重选择，总体来说同位素治疗比较安全。
碘-131治疗是甲亢治疗的重要手段之一，主要是利用甲状腺高度摄取和浓集碘的能力，以及碘-131能释放出的β射线，对甲状腺滤泡细胞进行破坏，达到治疗目的。碘-131的β射线在组织内的射程大约是2mm，从电离辐射是仅限于甲状腺局部而不累及毗邻的组织，所以相对安全。