131I用来治疗甲亢和甲状腺癌以及小剂量测定甲状腺功能。已经有40年历史。由于碘是甲状腺用来生成甲状腺激素的天然物质，因此甲状腺以非放射活性碘同样的方式摄取放射活性碘。因为甲状腺是人体用碘的唯一器官，所以放射活性碘不会被人体其它部位摄取，未被甲状腺细胞摄取的放射活性碘被人体(主要从尿液)排出。因此131I检查和治疗甲状腺疾病是一种安全和有效的方法。进一步的研究表明，经131I治疗的患者其甲状腺癌或其它肿瘤的发生率不会增高，儿童和青少年也是如此。
　　如果甲状腺癌有侵犯，必须切除全部甲状腺，然后接受131I(一种特殊的含131I的液体)治疗。131I治疗针对甲状腺细胞，这种类型的细胞是人体内为数不多的可摄取131I的细胞之一。131I可到达人体内有甲状腺癌细胞的任何部位。通常需要1~2次131I治疗以摧毁剩余的甲状腺细胞。
　　由于131I治疗摧毁人体内所有的甲状腺细胞，因此必须服用甲状腺激素以补充体内的不足。甲状腺激素剂量稍偏高有助于抑制垂体腺生成的激素(即TSH)，TSH是刺激甲状腺细胞生长的。甲状腺激素必须终生服用，可每天一次顿服，没有任何副作用。
　　不能手术的甲状腺癌患者可行外照射治疗摧毁肿瘤细胞。化疗一般对甲状腺癌无效，很少采用。
　　必须注意的是，无论以何种理由，怀孕和哺乳期妇女都不应该接受131I治疗，因为131I治疗可能伤害正在发育中的胎儿甲状腺。131I治疗后6~12个月才可以考虑怀孕。想要怀孕的妇女应该就自己当前的身体状况征询医生的意见。尽管131I威胁到胎儿的甲状腺，但131I本身并不引起不育症或其它的生育缺陷。