碘131治疗是利用碘131发出的放射性β射线，对摄取碘131的甲状腺组织达到杀灭的作用。目前主要应用的是弥漫性甲状腺功能亢进症的碘131治疗，高功能腺瘤的碘131治疗，以及分化性甲状腺癌术后的辅助治疗。弥漫性甲状腺功能亢进症以及高功能腺瘤都是利用碘131发出的β射线，杀灭摄取的甲状腺组织，以降低血清中甲状腺激素的水平，达到治疗的效果。分化型甲状腺癌碘131治疗的原理是，清除全部残留的甲状腺组织，降低甲状腺癌的复发率，提高后期诊断的敏感性。