Jika patologi pasca operasi menunjukkan tingginya jumlah metastasis di kelenjar getah bening leher atau jika kanker tiroid ditemukan invasif secara lokal intraoperatif dan tidak dapat dihilangkan secara visual, pengobatan iodin-131 pasca operasi dapat diberikan, yang umumnya didasarkan pada eksisi total kelenjar tiroid. Pengobatan yodium-131 biasanya didasarkan pada eksisi lengkap kelenjar tiroid. Hasil klinis yang lebih baik dapat dicapai melalui efek pembersihan kuku dan fokal dari yodium-131. Pengobatan kanker tiroid tidak mudah diobati dengan radioterapi, dan kanker tiroid tidak terlalu sensitif terhadap radioterapi. Limfoma tiroid dan karsinoma tiroid yang tidak berdiferensiasi kadang-kadang dapat muncul dengan gejala kompresi leher jangka pendek. Radioterapi dapat mengurangi ukuran tumor yang terlokalisasi, sehingga mengurangi gejala kompresi, dan dapat dipertimbangkan. Pembedahan lebih lanjut setelah terapi neoadjuvan atau kemoterapi neoadjuvan untuk mengurangi ukuran lesi juga mungkin dilakukan untuk kanker tiroid yang terdiferensiasi, tetapi saat ini masih dalam tahap penelitian.