1.甲状腺机能减退：这是131碘治疗后较为突出的并发平，据国外一系列的研究，常量组，即每克甲状腺投131碘3.7MBq(100μCi)治疗后第一年甲减发生率约5%～10%，此后每年增加2%～3％至治后10年以上可达30%～70%，近年来国内随访较长期的资料中，甲减的发生率也明显提高，这是因为开展了血清TSH放射免疫测定后，对甲减的诊断灵敏度提高所致，根据我院随访958～1980年间64例，131碘治疗后期甲减发生率2～5年为25%，6～10年为50%，16～20年为83.5%，总的甲减发生率52.08%。
甲减的可能原因有三种推测：一是131碘治疗剂量过大，破坏甲状腺组织过多，第二种推测可能是电离辐射使细胞核受到了损伤，以致不能分裂再生，时间越长，甲状腺功能越减退，第三种认为由于自身免疫反应所致。
2.致癌问题：临床应用本疗法约30余年来，白血病和甲状腺和甲状腺癌变的发生率与该二种病的自然发生率相比，并不增高，有人分析三种疗法的甲状腺癌发生率，131碘治疗组（22714例）为0.1%，外科手术组（11732例）为0.5%，抗甲状腺药物（1238例）为.3%，另有一组报告131碘治疗60 000例中有18例白血病发生，这个数字并不比一般居民白血病的自然发生率高，国内131碘治疗甲亢迄今已约有5万余例，仅有2例白血病报告，其发生率也并不高于一般居民的自然发病率，且此二例均在131碘治疗后1年左右发生，发病时间均较短，是否与131碘治疗直接有关，也尚有疑问，由于年轻患者对民离辐射敏感，有人报告婴儿和儿童时期颈部接受过X线治疗者，甲状腺癌的发生率高，所以为慎重起见，年龄在25岁以下的青少年患者应选择其他治疗方法为宜。
3.遗传效应：甲亢病人经131碘治疗后其生育力不受影响，生育的后代先天性畸形，死胎及早产儿的发生率未见增加，不育症的发生率与正常居民无显著差别，国内外的资料表明，许多131碘治疗过的病人均生育了健康的子女，甚至有些女性患者原来因甲亢存在在内分泌失调而不育者经治疗后反而生育了子女，当然也有人观察到131碘治疗后染色体有变异，但可以逐渐恢复正常，因而131碘治疗后引起染色体变异的生物学意义及临床意义仍有待深入探讨，尽管目前认为从遗传学的观点来看，131碘治疗增加基因突变和染色体畸变的危险性是很小的，但考虑到电离辐射的远期效应，遗传效应也需要长期随访观察才能得出正确结论，为了保障下一代及隔代子女的健康，将妊娠期列为131碘治疗的禁忌证是合理的。
4.突眼症加重：仅见于小部分病人，大多数患者治疗后有不同程度的减轻，好转。
