碘131主要用于治疗甲亢、甲状腺癌症患者。碘131治疗后需要2周时间的防护隔离碘。131治疗后的副作用有轻微的胃肠道不适，颈部疼痛及肿胀感，少数有呕吐、脱发、免疫力下降等症状等1-2周病症或缓解或消失。
用碘131治疗甲亢的副作用一般可分为早期毒性反应和晚期并发症两种。早期毒性反应是指在两周内出现的反应，晚期并发症是指在两周后出现的并发症，常见的是消化系统的反应，如厌食、恶心、呕吐等，此外，尚有乏力、头晕，少数病人有皮肤搔痒及皮疹等，经对症处理和休息后可以消失。
近期内可以出现一过性甲减、一过性甲亢或者甲亢复发、放射性甲状腺炎、疼痛等症状，通常都能自行缓解和恢复。远期除永久性甲减外，还有可能对比邻组织如甲状旁腺等造成影响，但较为少见。
碘治疗后常见的短期（1-15天）副作用包括：乏力、颈部肿胀、咽部不适、口干、味觉改变、鼻泪管堵塞、上腹部不适或恶心，以及泌尿道的损伤等。晚期并发症主要是甲状腺功能减低，131碘治疗后引起的一过性甲低，症状较轻，经6~9个月可自行消失。另一种是永久性甲低，需要终身服用替代药物治疗。
碘131是一种高能B射线，一般情况下它会对甲状腺滤泡上皮细胞造成一定的损伤。甲状腺功能受损后，甲状腺细胞数目下降，甲状腺素合成及分泌降低，故可用于治疗甲亢。碘131治疗后可能会出现的不良反应，通常是在治疗7-10天后会出现放射性甲状腺炎，会伴有颈部疼痛。长期的不良反应是甲亢，通常在3-6月份出现，部分病人终身不会出现。
