母亲通过饮食所载带的放射性物质（内照射），或通过直接外照射，可能使胚胎或胎儿受到照射。由于胎⼉受⼦宫的保护，所以对于多数辐射照射事件来说，胎⼉所受的剂量往往低于母亲受到的剂量。然而，胚胎和胎儿对辐射特别敏感，照射的健康后果可能是严重的，即使辐射剂量低于母亲直接受到的剂量。这类后果包括⽣长迟缓、畸形、脑功能受损和癌症等后果。

哺乳动物在⼦宫内的发育⼤致分为三个阶段。第⼀阶段从受精开始到胚胎附着在⼦宫壁上，对于⼈类⽽⾔是妊娠的前两周。在这⼀阶段，辐射可以杀死⼦宫中的胚胎。研究这⼀阶段发⽣的事件⾮常困难；不过主要由动物实验提供的资料表明当辐射剂量⾼于某个阈值时对早期胚胎有致死效应。

第⼆个阶段，对于⼈类来说是第2周到第8周，这⼀阶段的主要危险是辐射能导致发育中的器官变为畸形，⽽且可能导致出⽣时死亡。动物实验表明，眼睛、脑、⾻骼等器官如果在发育时受到辐射照射，则特别易于发⽣畸形。

最大损伤是神经中枢系统损伤，发生在第8周后，即妊娠的第三个阶段也就是最后一个阶段。关于未出生儿脑辐射照射效应的认识已经取得许多进展。⽐如，在1 600名出⽣前受到1⼽瑞剂量照射的原爆幸存者中，有30个孩⼦患有严重智⼒残疾。

胚胎辐射照射是否可以引起后来生命中的癌症，对此一直是有争议的。动物实验未能对此证明任何特定的关系。科学委员会⼀直致⼒于估算⼉童死亡、畸形、智⼒残疾和癌症等辐射效应的总危险。经科学委员会估算，在每1 000个⼦宫中受到0.01⼽瑞照射的新⽣⼉童中，最多有2个会受到影响，相⽐之下，⾃然发⽣相同效应的概率是6%。