Halk arasında "Atom Tedavisi" olarak da bilinen radyoaktif iyot tedavisi, tiroid ameliyatı sonrası boyun bölgesinde kalmış olabilecek veya gözle görülemeyen tiroid kanseri hücrelerini yok etmeyi amaçlayan bir tedavi yöntemidir. Bu tedavi, radyoaktif özellik kazandırılmış İyot-131 (I-131) molekülünün ağız yoluyla (sıvı ilaç veya kapsül şeklinde) alınmasıyla uygulanır. Vücuda alındığında, radyoaktif iyot kalan tiroid hücrelerini, dolayısıyla olası kanser hücrelerini seçici olarak hedefler ve bu hücreler tarafından emilir. Hücre içine giren iyot, beta ışınları yayarak bu hücreleri içeriden tahrip eder, böylece büyümelerini ve çoğalmalarını engeller. Radyoaktif iyot tedavisi, yalnızca tiroid kanseri tedavisinde değil, aynı zamanda tiroid bezinin aşırı hormon üretimiyle seyreden tirotoksikoz ve hipertiroidi (halk arasında "zehirli guatr" olarak adlandırılan) gibi durumların yönetiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır.