利用131碘来治疗甲亢，原理是由于碘是合成甲状腺激素的物质之一，通过口服131碘，甲状腺的细胞可以从血液循环当中摄取到131碘，然后利用131碘在衰变的过程中发射出来的射线在甲状腺组织内进行持续低剂量的照射起到治疗的效果。
由于131碘的射程比较短，对周围组织和器官的影响就会比较小，同时131碘在组织内又有一定的射程，由于交叉火力的效应使甲状腺中心部位接受的辐射剂量要大于腺体边缘的部位。
这样的治疗方法称之为不开刀的手术治疗。