同位素治疗甲亢的原理是放射性碘131通过人体吸收，附着到甲状腺组织，产生β射线，β射线破坏甲状腺组织，最终减少患者甲状腺激素水平。放射性碘131治疗甲亢效果非常确切，快速。欧美国家的甲亢治疗首选放射性碘131。放射性碘131治疗甲亢也有不良反应，随着时间延长甲状腺功能减退比例逐渐增加，如发生甲减需要进行左旋甲状腺素替代治疗。