碘-131治疗对人体的伤害，主要集中在甲状腺。患者体内对碘吸收和利用的器官主要是甲状腺，所以碘-131治疗对人体的损害，主要集中在甲状腺组织。
一方面，对于甲状腺功能亢进的患者，大剂量的碘-131治疗，可以导致甲状腺组织破坏，导致甲状腺功能亢进症治疗好转。
另一方面，大剂量的碘破坏大量的甲状腺组织，可以造成甲状腺功能减退，患者出现乏力、爱困、体重上涨、心率减慢、体温偏低、皮肤粗糙等代谢率减低的情况，必要时患者需要用甲状腺素片终身替代治疗。
对于甲状腺癌的患者，碘-131可以进行甲状腺癌是否复发的监测，以及甲状腺癌的清甲治疗，此时根据甲状腺对碘的吸收能力，酌情加以治疗。
