방사성 요오드 치료는 갑상선암 수술 후 남아있는 암세포를 파괴시키거나 재발 방지를 위한 것으로 환자의 종합적인 상황을 고려해 시행할 수 있다.
모든 갑상선암 환자가 수술 후 방사성 요오드 치료를 받을 필요는 없다. 갑상선 반절제술 후에는 방사성 요오드 치료를 받지 않고, 갑상선 전절제술 후 최종 조직검사 결과에 따라 치료를 받는다. 유두암이나 여포암으로 진단된 환자 중 재발 위험이 높은 환자들이 방사성 요오드 치료를 받는다. 이 때 암세포의 모양이나 암의 크기, 주위 림프절로의 전이 여부, 환자 나이 등을 종합적으로 고려해 치료를 결정한다. 전절제술을 받은 경우라도 연령대가 낮고 주위 경부림프절을 포함한 다른 부위로의 전이가 없으며 암의 크기가 1cm 이하인 환자는 방사성 요오드 치료를 받을 필요가 없다. 갑상선에 여러 개의 암이 생겼거나 암의 크기가 2cm 이상, 주위 조직 또는 림프절로 암이 퍼진 경우 등에는 재발 우려를 최소화하기 위해 방사성 요오드 치료를 한다. 처음부터 폐나 뼈로 전이가 돼 있던 환자도 적절한 수술 등을 거쳐 방사성 요오드 치료를 한다.