Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes (RI) son el resultado de una serie de eventos que ocurren cuando este agente interactúa con la materia viva. Comienza con la ionización y excitación de átomos y moléculas, que se suceden con diversas reacciones químicas y finalmente llegan a un desenlace biológico determinado. Si bien las excitaciones no son importantes en la inducción de daño biológico, las ionizaciones pueden ocurrir en cualquier biomolécula, expulsando electrones y formando partículas reactivas que continuarán reaccionando y amplificando el impacto inicial. Así, en cualquiera de sus formas (fotones, neutrones o partículas cargadas), la radiación puede interactuar directamente con estructuras vitales específicas (ADN, proteínas, lípidos, etc.), causando su ionización o de manera indirecta a través de otras moléculas que luego transfieren la energía de ionización a esas moléculas blanco.