ヨードは甲状腺による甲状腺ホルモン合成の主原料であり.甲状腺は放射性ヨードを吸収し濃縮する選択性も高い。 甲状腺機能亢進症患者では甲状腺ホルモン合成の速度と量が増加するため.甲状腺の放射性ヨード濃縮能力も著しく向上し.服用した線量の80〜90％にもなることがあります。 ヨウ素131は甲状腺に長く留まり.有効半減期は3,5-4,5日である。 ヨウ素131は崩壊時にベータ線を放出し.甲状腺に集中的に照射される時間が長くなりますが.周囲の臓器や組織にはダメージを与えません。 ヨウ素131治療後数時間で.甲状腺細胞の一部はベータ線の集中照射後に腫脹し.濾胞細胞は空胞変化を示す。 甲状腺はまた.水腫.リンパ球や食細胞の浸潤などの急性炎症性変化を示し.後に機能しない結合組織となるため.甲状腺の分泌機能が低下し.甲状腺機能亢進症の治療目的が達成される。 甲状腺機能亢進症のヨード131治療を「液体甲状腺切除術」と呼ぶ人もいます。