同位素碘131治疗甲亢也是一种有效的治疗方法。
当甲亢患者无法给予抗甲抗药物治疗，出现了严重的过量过敏反应，如白细胞缺少，肝功能损害，严重的皮疹，不能口服抗甲亢药物就可以选择碘131治疗；还有些甲亢患者，如果长期的给予抗甲亢药物，病情仍反复发作，迁延不愈，也可以考虑给予碘131放射治疗。
碘131放射治疗，不能用于小于18岁的患者以及妊娠期患者。碘131治疗虽然对于甲亢的治疗十分有效，但是有大部分患者到后期会出现甲状腺功能减退，而需要终身依赖甲状腺素片替代治疗。