碘-131治疗甲亢的副作用主要包括甲状腺功能减退、放射性甲状腺炎、浸润性突眼加重、甲亢危象可能性增加。碘-131治疗是利用人体甲状腺组织，对碘有高度选择性摄取功能，同位素碘经口服以后，绝大部分被甲状腺组织所吸收，局部放出β射线，利用β射线对甲状腺滤泡细胞产生生物、生理的破坏作用，产生不开刀、不流血，类似非手术的治疗。碘-131治疗甲亢，疗效比较确定，而且治愈率高、复发率低，总体安全性比较好。但是碘-131治疗可能出现甲状腺组织被过度破坏，出现甲状腺功能减退，可使用左甲状腺激素进行替代治疗。

碘-131治疗如果剂量过大，可以导致放射性甲状腺炎，但是国家使用碘-131治疗甲亢，使用的放射碘剂量比较小，所以出现放射性甲状腺炎风险比较小。有些甲亢患者使用碘-131治疗，出现浸润性突眼风险增加，使用碘-131治疗之前，应该让得严重甲亢的患者适当对症治疗，减少碘-131治疗造成甲亢危象的风险。妊娠哺乳期甲亢患者，不能使用碘-131治疗。