常見的不良反應是蕁麻疹,無須停藥,癥狀可以自行消失,可應用抗組胺藥或糖皮質激素或者更換抗甲狀腺藥。其他不常見的不良反應還有關節痛、感覺異常、頭痛、惡心、皮膚色素沉著以及脫發。藥物熱、肝炎、腎炎比較少見.抗甲狀腺藥的最嚴重不良反應是粒細胞缺乏。該不良反應與甲巰咪唑呈劑量依賴性。停藥后,粒細胞缺乏是可逆的。粒細胞缺乏多發生在治療的最初數周,也可能之后發生,喉痛或發熱可能是該反應的先兆。因此,有必要經常檢測白細胞。
藥物性肝臟損害:肝臟毒性反應是抗甲狀腺藥物的另一種重要不良反應。甲巰咪唑和丙硫氧嘧啶肝臟毒性反應機制各不相同,因此,發生肝損害時可以慎重選用另一種藥治療甲亢。
中性粒細胞胞質抗體陽性的血管炎:丙硫氧嘧啶治療時比甲巰咪唑治療時更常見。其臨床特征包括:急性腎功能衰竭、關節炎、皮膚潰瘍、脈管炎性皮疹、上下呼吸道癥狀(包括鼻竇炎、咯血),通常停藥后可緩解。嚴重病例則需要進一步治療。