甲亢藥物治療的主要副作用，有以下三個方面：
第一個，骨髓抑制作用，骨造血抑制後往往主要是導致粒細胞減少，以及血小板減少，部分同時還伴有貧血，嚴重的可以出現再生障礙性貧血，或者是全血細胞減少，甚至削弱免疫力導致感染。
第二個，藥物對肝臟的肝毒性，甲亢的藥物一般對肝臟會有損傷，尤其是丙硫氧嘧啶。所以這種肝毒性在甲亢治療初期和甲亢疾病本身，作為一種自身免疫性疾病，可以共同破壞肝臟，導致自身免疫性的肝損和藥物性的肝受損。一般要同時防治這種情況的發生，和抗甲亢的藥治療的同時加用護肝的藥。
第三個，藥物過敏，甲亢患者處在疾病高峰期的時候，機體的自身免疫功能紊亂，非常容易過敏，加上對外界食物和這些甲亢治療的藥物，都可以共同作用，導致過敏。藥物的皮疹、嚴重的過敏可以出現剝脫性皮炎，甚至危及生命。所以甲亢的患者一旦出現了輕度過敏，要及時抗過敏的藥物同時治療，如果嚴重過敏，要停藥或者是換藥。