ATD治疗是甲亢的基础治疗，但是单纯ATD治疗的治愈率仅有40％左右，复发率高达50％～60％。ATD也用于手术和放射碘治疗前的准备阶段。常用的ATD分为硫脲类和咪唑类两类，硫脲类包括丙硫氧嘧啶(propylthiouracil，PTU)和甲硫氧嘧啶等；咪唑类包括甲巯咪唑(methimazole，MMl，他巴唑)和卡比马唑(carbinmazole,甲亢平)等，比较常用的是PTU和MMI。PTU血浆半衰期为60分钟，具有在外周组织抑制T4转换为T3的独特作用，所以发挥作用较MMI迅速，控制甲亢症状快，但是必须保证6-8小时给药一次；MMI血浆半衰期为4—6个小时，在甲状腺内停留时间长，可以每天单次使用。
        (一)适应证  ①病情轻、中度患者；②甲状腺轻、中度肿大，③年龄<20；④孕妇、高龄或由于其它严重疾病不适宜手术者；⑤手术前或放射碘治疗前的准备；⑥手术后复发且不宜放射碘治疗者。
        (二)剂量与疗程  
(以PTU为例，如用甲巯咪唑则剂量为PTU的1/10)①初治期：300-450mg/d,分2-3次口服，持续6-8周，每4周复查血清甲状腺激素水平一次。由于T4的血浆半衰期在一周左右，加之甲状腺内储存的甲状腺激素释放约需要两周时间，所以ATD开始发挥作用多在4周左右。临床症状缓解后开始减药，需要指出的是，临床症状的缓解可能要滞后于激素水平的改善。②减量期：每2～4周减量一次，每次减量50～100mg／d，3-4个月减至维持量。③维持期：50～100mg／d，维持治疗1—1．5年。由于TSH能够刺激甲状腺细胞表面免疫相关抗原分子的异常表达，TSH增高可能加重甲状腺肿大，因此部分学者主张在ATD治疗中合用左甲状腺素(L—T4)，以避免血清TSH水平升高，抑制甲状腺自身免疫过程，但使用L-T4的临床疗效报告尚不一致。
        (三)不良反应  ①粒细胞减少：ATD可以引起白细胞减少，发生率约为10％左右，严重者可发生粒细胞缺乏症。主要发生在治疗开始后的2～3个月内，外周血白细胞低于3X109/L或中性粒细胞低于1．5X109/L时应当停药。但需要注意区分白细胞减少是甲亢本身所还是ATD所致。治疗前和治疗后每周检查白细胞是必须的，发现有白细胞减少时，应当先使用促进白细胞增生药。②皮疹：发生率约为2％～3％。可先试用抗组胺药，皮疹严重时应及时停药，以免发生剥脱性皮炎。③胆汁淤积性黄疽、血管神经性水肿、中毒性肝炎、急性关节痛等不良反应较为罕见，如发生则需立即停药。
        (四)停药指标  主要依据临床症状和体征。目前认为ATD维持治疗18个月可以停药。下述指标预示甲亢可以治愈：①甲状腺肿消失；②TSAb转为阴性；③T3抑制试验恢复正常。