Υπάρχουν πολλές επιδράσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας ανάλογα με τη δόση που λαμβάνει κάποιος. Η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι είτε κύματα είτε σωματίδια που προκαλούν τα άτομα που χτυπούν να χάσουν τα ηλεκτρόνια τους, ιονίζοντας τα άτομα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να έχει επιζήμια επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς, καθώς τα ιονισμένα άτομα, γνωστά και ως ελεύθερες ρίζες, βλάπτουν το ανθρώπινο σώμα σε γενετικό επίπεδο. Ανάλογα με τη δόση, τα αποτελέσματα της ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να κυμαίνονται από μη εμφανή συμπτώματα έως καρκίνο. Καθώς η ιοντίζουσα ακτινοβολία αποτελεί ανησυχία σε πολλές βιομηχανίες, υπάρχουν διαφορετικοί κανονισμοί και προστατευτικά μέτρα για την προστασία των εργαζομένων.
Οι κύριες πηγές ιονίζουσας ακτινοβολίας είναι οι κοσμικές ακτίνες, η πυρηνική σύντηξη, η πυρηνική σχάση και η ραδιενεργή διάσπαση. Οποιαδήποτε από αυτές τις πηγές μπορεί να παράγει έναν από τους τρεις κύριους τύπους ιονίζουσας ακτινοβολίας: άλφα, βήτα και γάμμα. Το άλφα είναι το λιγότερο επιβλαβές ενώ το γάμμα, που παράγεται σε μεγάλες ποσότητες κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής έκρηξης, είναι το πιο επιβλαβές. Πολλά μέτρα ασφαλείας είναι απαραίτητα για την προστασία από την ακτινοβολία γάμμα. Αυτό δεν σημαίνει όμως ότι μια τεράστια δόση ακτινοβολίας άλφα ή βήτα δεν θα έβλαπτε ένα άτομο.
Οι επιπτώσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας ξεκινούν σε κυτταρικό επίπεδο. Τη στιγμή της έκθεσης, οι ελεύθερες ρίζες περνούν μέσα από το σώμα με την ταχύτητα του φωτός. Είναι στον πυρήνα του κυττάρου, την περιοχή αποθήκευσης του γενετικού υλικού ενός οργανισμού, όπου ο βομβαρδισμός προκαλεί τη μεγαλύτερη ζημιά. Εάν ένας κλώνος DNA δεχτεί μια μικρή βλάβη, το DNA μπορεί να επιδιορθωθεί μόνο του. Προσθέστε λίγη περισσότερη ζημιά και το κύτταρο θα αυτοκαταστραφεί για να μην προκαλέσει περαιτέρω βλάβη στον οργανισμό.
Οι επιπτώσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας γίνονται πρόβλημα όταν το κύτταρο καταστρέφεται τόσο πολύ που ο μηχανισμός αυτοκαταστροφής του δεν λειτουργεί πλέον. Στα ζώα, ένα κύτταρο μπορεί να γίνει ο σπόρος για έναν κακοήθη καρκίνο. Υψηλότερες δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσουν την ανάπτυξη αρκετών όγκων σε όλο το σώμα. Οι πιο ακραίες επιπτώσεις συμβαίνουν όταν ένα ζώο λαμβάνει μια θανατηφόρα δόση ιονίζουσας ακτινοβολίας. Τα ταχέως διαιρούμενα κύτταρα, όπως αυτά που βρίσκονται στον μυελό των οστών και στη γαστρεντερική επένδυση, πεθαίνουν μαζικά λόγω του κατεστραμμένου DNA τους. ο θάνατος είναι σχεδόν βέβαιος.
Οι βιομηχανίες των οποίων οι εργαζόμενοι κινδυνεύουν από τις επιπτώσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας έχουν γενικά πολιτικές και προστατευτικά μέτρα για την πρόληψη της έκθεσης. Για παράδειγμα, οι πυρηνικοί σταθμοί και τα εργαστήρια πυρηνικής έρευνας διαθέτουν θωράκιση από μόλυβδο και γραφίτη για την προστασία των μηχανικών από ραδιενεργά υλικά. Αυτές οι εγκαταστάσεις διαθέτουν επίσης ανιχνευτές ακτινοβολίας που μπορούν να ειδοποιήσουν γρήγορα τους υπαλλήλους σε περίπτωση διαρροής ακτινοβολίας. Τα περισσότερα νοσοκομεία με εργαστήρια ακτίνων Χ διαθέτουν τις ίδιες διασφαλίσεις. Στην εμπορική αεροπορία, πολλές αεροπορικές εταιρείες εμποδίζουν τις έγκυες γυναίκες να ενεργούν ως μέλη πληρώματος πτήσης λόγω των αυξημένων επιπέδων ιονίζουσας ακτινοβολίας που υπάρχει στην ανώτερη ατμόσφαιρα.