一、分化型甲状腺癌（DTC）
（一）高危复发风险的DTC
1.术后有明确高危因素：如肿瘤侵犯甲状腺外组织（包括气管、食管、喉返神经等）、肿瘤多灶且双侧甲状腺受累、肿瘤具有侵袭性组织学亚型（如高细胞型、柱状细胞型、弥漫硬化型等）、淋巴结转移广泛（如中央区淋巴结转移合并侧颈区淋巴结转移等）等情况的分化型甲状腺癌患者，适合放射性碘131I治疗。这些高危因素提示肿瘤复发转移风险较高，放射性碘131I治疗可以清除术后残留的甲状腺组织以及可能存在的微小转移病灶，降低复发转移概率。
2.术后甲状腺球蛋白（Tg）持续升高且影像学检查高度怀疑有残留或转移病灶但无法完全通过手术切除的DTC患者：通过放射性碘131I治疗，可以利用其发射的β射线来破坏残留的肿瘤细胞或转移病灶，虽然不能直接切除病变，但能起到局部治疗的作用，抑制肿瘤生长。
（二）低、中危复发风险的DTC
1.部分低、中危患者经评估后也可考虑：对于一些低、中危复发风险但存在一些特殊情况的分化型甲状腺癌患者，比如患者年龄较大（如超过65岁等），但身体状况允许，或者患者存在一些不利于手术完全切除的因素等情况，也可能会考虑放射性碘131I治疗。不过相对高危患者，其适应证更严格，需要综合多方面因素进行个体化评估，权衡放射性碘131I治疗带来的获益和可能的辐射相关风险等。
二、甲状腺髓样癌
一般来说，甲状腺髓样癌对放射性碘131I治疗不敏感，因为甲状腺髓样癌起源于甲状腺滤泡旁细胞（C细胞），不具有摄碘功能，所以放射性碘131I治疗通常不用于甲状腺髓样癌的治疗。
三、未分化甲状腺癌
未分化甲状腺癌恶性程度极高，生长迅速，预后差，一般不采用放射性碘131I治疗，治疗主要以手术、放疗、化疗等综合治疗为主，但放射性碘131I治疗对其通常无效。
对于特殊人群：
儿童患者：儿童对放射性碘131I治疗的辐射敏感性相对较高，在考虑放射性碘131I治疗时需要极其谨慎，要充分评估病情以及治疗带来的辐射风险和获益比。需在专业医生指导下，综合患儿的年龄、肿瘤分期、身体发育情况等多方面因素来决定是否采用放射性碘131I治疗。
妊娠期及哺乳期女性：妊娠期女性绝对禁忌放射性碘131I治疗，因为放射性碘会通过胎盘影响胎儿的生长发育，可能导致胎儿畸形等严重后果；哺乳期女性也不宜进行放射性碘131I治疗，因为放射性碘会通过乳汁传递给婴儿，对婴儿造成辐射损伤，需要在停止哺乳等特殊处理后，经专业评估再考虑是否进行放射性碘131I治疗。
老年患者：老年患者在考虑放射性碘131I治疗时，需要充分评估其心肺功能、肝肾功能等一般状况。因为放射性碘131I治疗可能会对身体的一些器官功能产生一定影响，老年患者各器官功能相对减退，所以要综合权衡治疗带来的获益和可能出现的辐射相关不良反应风险，进行个体化的精准评估后再决定是否适用。