Terapi 131I adalah pengobatan yang relatif aman. Sampai saat ini, belum dapat ditentukan batas atas dosis pengobatan 131I (baik dosis tunggal maupun dosis kumulatif) melalui studi klinis prospektif. Namun, analisis statistik retrospektif menunjukkan bahwa risiko efek samping radiasi meningkat dengan jumlah perawatan 131I dan dengan dosis kumulatif 131I. Efek samping yang lebih umum termasuk kerusakan kelenjar ludah kronis, karies gigi, obstruksi saluran nasolakrimal atau reaksi gastrointestinal. Pengobatan 131I jarang menyebabkan penekanan sumsum tulang dan kelainan fungsi ginjal, yang dapat dideteksi dengan segera dengan memonitor darah dan fungsi ginjal sebelum dan sesudah pengobatan. tidak ada kesimpulan yang konsisten tentang hubungan antara pengobatan 131I dan tumor sekunder. Tidak ada bukti yang cukup bahwa pengobatan 131I mempengaruhi sistem reproduksi, tetapi wanita disarankan untuk menghindari kehamilan selama 6-12 bulan setelah pengobatan 131I.