碘-131治療對人體的傷害，主要集中在甲狀腺。患者體內對碘吸收和利用的器官主要是甲狀腺，所以碘-131治療對人體的損害，主要集中在甲狀腺組織。一方面，對于甲狀腺功能亢進的患者，大劑量的碘-131治療，可以導致甲狀腺組織破壞，導致甲狀腺功能亢進癥治療好轉。另一方面，大劑量的碘破壞大量的甲狀腺組織，可以造成甲狀腺功能減退，患者出現乏力、愛困、體重上漲、心率減慢、體溫偏低、皮膚粗糙等代謝率減低的情況，必要時患者需要用甲狀腺素片終身替代治療。對于甲狀腺癌的患者，碘-131可以進行甲狀腺癌是否復發的監測，以及甲狀腺癌的清甲治療，此時根據甲狀腺對碘的吸收能力，酌情加以治療。