同位素131治疗甲亢，碘是合成甲状腺素的原料，131是碘的同位素，具有和碘一样的特性，能够被甲状腺摄取后停留在甲状腺内。
所不同的是131是一种放射性核素，能放射出β射线。β射线通过它的辐射生物效应，可以破坏一部分甲状腺组织，从而达到抑制甲状腺激素分泌的目的。由于β射线在组织中的射程很短，因此对周围组织的影响很小，十分安全。
外科手术是切除一部分甲状腺组织，而我们的同位素131是利用无形的射线破坏一部分甲状腺组织。它们所达到的目的其实是一样的，因此，同位素131治疗甲亢被称为是不开刀的“手术”。