⾃从发现辐射以来，⼀个多世纪的辐射研究已经产生了⼤量的关于辐射如何影响健康的⽣物机制的资料。我们已经了解辐射可以产⽣细胞水平的效应，通常由于对染色体中脱氧核糖核酸（DNA）链的直接损伤而导致细胞的死亡和改变。如果损伤或死亡的细胞数⽬⾜够的⼤，则可引起器官功能障碍，甚⾄死亡。此外，还可能发⽣不⾄使细胞死亡的其他DNA损伤。这种损伤通常是可以完全修复的，果不能修复，那么引起的改变（称为细胞畸变）将反映在后来的细胞分裂中，最终可能致癌。如果被改变的细胞将遗传信息传递给后代，则可能发⽣遗传疾病。关于⽣物机制和遗传效应的信息往往是通过实验室实验获取的。

根据对这些现象的观察，辐射照射后的健康效应定义为早期健康效应和延迟健康效应。通常早期健康效应通过个⼈临床症状诊断就能明显地看到，⽽延迟健康效应（如癌症）则要通过流⾏病学研究，观察群体中发病率的增加。此外，这里应该特别关注对⼉童、胚胎和胎⼉的效应，以及遗传效应。