利用131碘治疗甲亢会有一些治疗反应，包括少数患者在服用131碘后，会出现乏力、头晕、食欲下降、恶心、呕吐、皮肤瘙痒、皮疹、甲状腺局部肿痛等反应。一般情况比较轻微，不需要特殊的处理。
早期反应中最严重的有甲亢危象。虽然发生率非常低，但是一旦发生死亡率会很高。主要表现为高热、心动过速、烦躁、大量出汗、以及消化系统、神经系统和循环系统的功能障碍。
另外的一个治疗反应是甲状腺功能减低。甲状腺功能减低跟个人敏感差异和自身免疫功能紊乱有关系。但是目前没有有效的预防措施。