O iodo é uma das substâncias utilizadas na síntese de hormonas da tiróide e concentrado de células da tiróide 131I da circulação sanguínea através de um gradiente electroquímico ultrapassado pelo NIS. células foliculares da tiróide, TA e nódulos de elevado funcionamento de TMNG em doentes com GD têm uma sobreexpressão de NIS e uma absorção significativamente mais elevada de 131I do que o tecido normal. A gama média de raios beta emitidos por decaimento de 131I é de 1 mm no tecido, pelo que quase toda a energia das partículas beta é libertada para a glândula tiróide, com menor efeito nos tecidos e órgãos que circundam a tiróide. Em 2-4 semanas após a administração oral de 131I, a glândula tiróide é afectada por edema, degeneração, inchaço epitelial, formação de vacúolos e destruição folicular, e outras alterações patológicas. O efeito do tratamento pode durar 2-3 meses ou mesmo mais, mas a eficácia é geralmente avaliada 3-6 meses após o tratamento.