碘治疗后常见的短期（1-15天）副作用包括：乏力、颈部肿胀、咽部不适、口干、味觉改变、鼻泪管堵塞、上腹部不适或恶心，以及泌尿道的损伤等。晚期并发症主要是甲状腺功能减低，131碘治疗后引起的一过性甲低，症状较轻，经6~9个月可自行消失。另一种是永久性甲低，需要终身服用替代药物治疗。
用碘131治疗甲亢的副作用一般可分为早期毒性反应和晚期并发症两种。早期毒性反应是指在两周内出现的反应，晚期并发症是指在两周后出现的并发症，常见的是消化系统的反应，如厌食、恶心、呕吐等，此外，尚有乏力、头晕，少数病人有皮肤搔痒及皮疹等，经对症处理和休息后可以消失。
放射性碘131治疗产生的辐射是比较小的，通常局限在甲状腺附近，对于周围的影响不大。做完放射性碘131治疗之后，隔离要求是与普通成人接触距离至少要在1到2米以上。而对于孕妇，老人或小孩等特殊人群，要避免接触。隔离时间需要至少坚持1个月以上，当然如果能够隔离的时间更长，放射线的影响肯定会更小。
用碘131治疗甲亢需要注意服131碘两小时后才能进食。用药后应注意休息，避免过度劳累、情绪激动，以免诱发甲亢危象。一个月内禁服含碘药物、禁食各类海鲜食品，以免降低治疗效果。
临床上甲状腺功能亢进症是指血循环中甲状腺激素水平增高所致内分泌疾病，体内甲状腺激素增多，引起一系列甲状腺毒症。对于甲亢病人，I131治疗甲亢不容易复发，但如果破坏甲状腺组织过多，容易导致甲减的情况，需要查甲状腺功能。
近期内可以出现一过性甲减、一过性甲亢或者甲亢复发、放射性甲状腺炎、疼痛等症状，通常都能自行缓解和恢复。远期除永久性甲减外，还有可能对比邻组织如甲状旁腺等造成影响，但较为少见。