A glândula tiroide regula o metabolismo e o crescimento do organismo, sintetizando e libertando hormonas tiróideas. O iodo elementar é uma matéria-prima essencial para este efeito, e a glândula tiroide tem uma elevada capacidade de concentrar iodo. Uma vez que o iodo radioativo e o iodo estável têm as mesmas propriedades físico-químicas, a glândula tiroide também tem uma elevada capacidade de absorção e concentração. Em circunstâncias normais, a concentração de iodo na glândula tiroide pode atingir 25 vezes a concentração plasmática. Os doentes com hipertiroidismo, devido à síntese das hormonas da tiroide, aumentam a velocidade e a quantidade da capacidade de concentração de iodo radioativo é ainda mais elevada nesta altura, até 80-90%. A meia-vida efectiva do iodo na glândula tiroide é, em média, de 3,5 a 4,5 dias. Uma grande quantidade de iodo radioativo concentrado expõe a glândula tiroide à radiação, que destrói parte do tecido da tiroide e reduz a produção de hormonas da tiroide, permitindo aliviar ou curar o hipertiroidismo. O iodo-131, no processo de decaimento, emite raios beta, o alcance é mais curto, em média 1 mm, o mais longo 2,2 mm, pelo que ambos podem destruir o tecido da tiroide, mas o impacto nos tecidos e órgãos circundantes da glândula tiroide é muito pequeno. Isto mostra que o tratamento do hipertiroidismo com iodo radioativo é um método seguro e simples.