放射性碘最传统治疗的疾病是甲状腺疾病，首选甲亢，所以很多甲亢病人，如果因为身体状况，比如肝功能不好，血常规不好没法吃药片，只有选择同位素治疗，这种情况下选择同位素治疗是最佳的、最方便的、最快捷的。部分患者想快速或短时间怀孕，因为甲亢不容易怀孕，可以选择同位素治疗，或身体出现其它疾病，比如甲亢引起心脏病，甲亢合并肝病，或者合并血细胞改变，这时也要选择同位素治疗甲亢。
同位素指的是碘-131，除碘-131治疗甲亢以外，还有一个很大的好处是治疗甲状腺癌，因为甲状腺癌手术后容易复发，可以手术后配合碘-131治疗，把手术后复发风险和概率减到最低。 如果甲状腺癌发生转移，比如骨转移、肺转移、淋巴结转移，转移灶不适合开刀，碘-131也可以治疗转移病灶，所有碘-131能治疗的病灶都可以称为碘-131治疗。当然，部分实体病灶可以把碘-131注射到病灶内，通过碘-131射线把实体病灶的癌细胞杀死。