碘-131治療甲狀腺癌可以取得良好療效，並且局部病灶和遠處不可切除病灶首選碘-131治療，碘-131治療在大部分患者中都可以取得良好療效。部分患者經過碘-131治療可以達到痊癒，可以明顯改善患者生活質量，延長壽命。而碘-131治療屬於經典核素靶向治療，充分利用人體生理特徵以及生化機制，放射性核素特徵以及腫瘤生物學特徵。碘-131可以特異性靶向殺滅腫瘤細胞，並且在腫瘤細胞中可以長時間停留，通過發射β射線對腫瘤細胞進行殺傷，同時可以發射γ射線，能夠探測到腫瘤位置，因此可以作為腫瘤探測手段，且較為靈敏。

對於碘-131，正常組織中攝取較少、停留時間較短，所以對正常組織不會造成明顯損傷。碘-131在上世紀40年代即開始應用於甲狀腺癌以及其它甲狀腺疾病治療，經過大量臨床數據表明，碘-131治療甲狀腺癌較為安全，不僅對患者自身安全，而且對於患者後代以及周圍人群都安全。並且碘-131治療甲狀腺癌費用較低廉，患者不會有明顯經濟負擔。因此，碘-131治療甲狀腺癌是最早、最經典、最有效以及最安全的核素靶向治療。