Kelenjar tiroid mengatur metabolisme dan pertumbuhan tubuh dengan cara mensintesis dan melepaskan hormon tiroid. Yodium unsur adalah bahan baku yang penting untuk hal ini, dan kelenjar tiroid memiliki kapasitas yang tinggi untuk memekatkan yodium. Karena yodium radioaktif dan yodium stabil memiliki sifat fisikokimia yang sama, kelenjar tiroid juga memiliki kapasitas tinggi untuk menyerap dan memekatkannya. Dalam keadaan normal, konsentrasi yodium dalam kelenjar tiroid dapat mencapai 25 kali konsentrasi plasma, pasien hipertiroidisme karena sintesis hormon tiroid meningkatkan kecepatan dan jumlah kapasitas konsentrasi yodium radioaktif bahkan lebih tinggi saat ini, hingga 80-90%. Waktu paruh efektif yodium dalam kelenjar tiroid rata-rata 3,5 hingga 4,5 hari. Sejumlah besar yodium radioaktif pekat membuat kelenjar tiroid terpapar radiasi, yang menghancurkan sebagian jaringan tiroid dan mengurangi produksi hormon tiroid, sehingga hipertiroidisme dapat diatasi atau disembuhkan. Yodium-131 dalam proses peluruhannya memancarkan sinar beta, jangkauannya lebih pendek, rata-rata 1 mm, terpanjang 2,2 mm, sehingga keduanya dapat menghancurkan jaringan tiroid, tetapi dampaknya terhadap jaringan dan organ kelenjar tiroid di sekitarnya sangat kecil. Hal ini menunjukkan bahwa pengobatan yodium radioaktif untuk hipertiroidisme adalah metode yang aman dan sederhana.