碘-131是碘的放射性同位素。碘是甲状腺合成甲状腺素的原材料，甲状腺对碘可以特异性吸收，利用这一原理把碘-131引入人体对甲状腺癌、甲亢进行诊断和治疗。

人体摄入大剂量的碘-131可精确到达病变组织，释放射线杀死病变细胞，治疗甲状腺癌。碘-131治疗甲亢也是同理，体内摄入过多的、大剂量放射性碘-131会在甲状腺释放出β射线，破坏过多的甲状腺滤泡细胞，使甲状腺滤泡细胞不能产生过多甲状腺素，减少甲状腺体积和重量以治愈甲亢。