RAI-hoitoa käytetään erityisesti: hyperthyroidismiin, kilpirauhassyöpään sairastuneiden jälkiseurannassa kilpirauhassyövän remnantin ablaatioon sekä etäpesäkkeiden hoidossa. Ennen hoitoa potilasta voidaan ohjata vähäjodiseen ruokavalioon usean viikon ajan sekä TSH-stimulaatioon: joko kilpirauhasen hormoneiden vapauttamisen aiheuttamalla endogeenisella TSH:n nousulla tai rekombinanttisen inimese TSH:n avulla. Annos räätälöidään yksilöllisesti ja voi olla yksittäinen suuri annos tai useamman jakson yhdistelmä.
Jodi-131 annetaan suun kautta, useimmiten potilaat voivat saada hoitoa outpatient-periaatteella. Turvallisuudesta huolehditaan sekä sairaalassa että kotiympäristössä: potilasta kehotetaan noudattamaan säteilyturvallisuusohjeita, kuten raskaana olevien ja pienten lasten lähietäisyyden välttämistä muutaman päivän ajan ja asianmukaista jätteen sekä pyykin käsittelyä hoitojakson jälkeen.
RAI-hoito voi johtaa kilpirauhassyövän remnantin vähenemiseen sekä hyperaktiivisen kilpirauhassyön taittumiseen. Usein hoito johtaa kilpirauhasten vajaatoimintaan, jolloin potilaalle aloitetaan elinikäinen kilpirauhashormonikorvaushoito. Seuranta sisältää kilpirauhashormonitasojen sekä thyroglobuliinin mittauksia, ja tarvittaessa whole-body-scanin tekemisen. Hoitopäätökset tehdään kliinisen tilanteen mukaan ja ne toteutetaan erikoisyksiköissä.
Suu- ja sylkirauhasten tulehdus sekä kuivuminen voivat esiintyä; harvinaisemmissa tapauksissa voi esiintyä kilpirauhasen tulehdus, maksimissaan väliaikainen luuytimen vajaatoiminta suurilla annoksilla. Raskaana olevien tai imettävien naisten hoito on suljettu pois. Rajoitetut tiedot potilaista voivat liittyä yksittäisten elinten häiriöihin, mutta yleisesti hoito on turvallinen, kun tilanne on arvioitu huolellisesti ja potilasta seurataan.