La función normal del tiroides requiere la ingesta oral de yodo (presente en cualquier dieta) que es absorbido por las células de la glándula tiroides y utilizado para sintetizar las hormonas tiroideas.

Este tratamiento se basa en esa capacidad metabólica de las células tiroideas de captar yodo, pero en lugar de administrar yodo estable, se utiliza yodo radiactivo (I¹³¹). Las células tiroideas tumorales concentrarán grandes cantidades de I¹³¹ al ser hiperfuncionales, mientras que el tejido tiroideo sano no lo captará al estar su función suprimida por la acción del tejido tumoral. En su estado radiactivo, el yodo se desintegra naturalmente y emite dos tipos de radiación: rayos gamma (similares a los rayos X) y partículas beta (electrones). La radiación emitida por estas partículas beta es la responsable de destruir aquellas células (hiperfuncionales) que hayan concentrado el I¹³¹.

Una de las ventajas de este tratamiento es que actúa sobre todo el tejido hiperfuncional, independientemente de su localización (un 10% de los gatos hipertiroideos tienen tumores de tiroides en la cavidad torácica, donde no es factible la extirpación quirúrgica). Por ello presenta una alta eficacia en destruir todo el tejido tumoral y curar definitivamente el hipertiroidismo. Más del 95% de todos los gatos hipertiroideos tratados con yodo radiactivo se curan de forma permanente y segura con una sola inyección. En algunos casos (baja captación de yodo) puede ser necesario una dosis adicional.

Por otra parte, al no afectar el tratamiento al tejido residual sano (siempre que las dosis de radiación se ajusten a las necesidades de cada paciente), este puede recuperar su función después del tratamiento y producir hormonas tiroideas. El tiroides suele recuperar su función normal completa (entre los 3 y 6 meses), evitando el hipotiroidismo.

Tampoco afecta el tratamiento a las células de las glándulas paratiroides (que no concentran yodo), por lo que no existe riesgo de producir hipoparatiroidismo y sus graves consecuencias.