当患者出现反复甲亢发作、药物控制不良、甲状腺无明显其他疾病存在时，可以进行碘-131治疗。另外，如果患有甲状腺癌，在手术切除病灶以后也可以做碘-131的辅助治疗。
如果已经出现了广泛性的转移情况，不能进行手术切除病灶者，也可以考虑进行单纯的碘-131治疗。有些患者如果合并了甲亢性心脏病、糖尿病、肾病、白细胞或血小板减少等情况，也可以使用碘-131治疗。
碘-131治疗属于放疗的一种方法，使用以后会很快被甲状腺组织摄取，从而破坏甲状腺细胞。