放射线的危害十分严重，具体涉及急性伤害、慢性伤害、体内放射性伤害。
一、急性伤害
若短时间内受到大剂量X、γ射线或中子的全身照射，人就会产生急性伤害。若瞬时遭受1Gy以上的放射剂量，则感到恶心、呕吐；若全身照射的剂量达到2Gy，人会得急性胃肠型放射病；若剂量大于3Gy，则死亡率迅速加大；若遭受极高剂量的照射，则感到无力、怠倦、虚脱、昏睡等，严重时痉挛，一中枢神经受损，生殖机能破坏，且可在短期内死亡。另外放射线还可使皮肤产生红斑或溃疡，改变淋巴细胞染色体等。
二、慢性伤害
慢性伤害是指一个人遭受数年的放射性照射后其放射性在人体内累积所造成的伤害。受害者感到头昏、疲乏无力、脱发等，其内分泌系统、神经系统、心血管系统或造血器官等均将受到损害，这些病程常可延续几十年。慢性伤害也增加癌症的发病率，如白血病、骨癌、肺病、卵巢癌等，由于核辐射的潜伏性，这些恶性肿瘤在人体内会潜状10-20a。此外，慢性伤害还会使人患不育症、遗传性疾病等。其中放射性同位素90Sr（90锶）和137Cs（137铯）半衰期较长，危害大，一旦进入人体，其产生的α、β、γ射线，将对机体产生持续照射而破坏或变异一些细胞，直至其放射性核素蜕变成稳定核素或全部被排出体外为止。同时其化学性质和元素钙类似，可参与骨组织的代谢及生长过程，造成更久的危害。
三、体内放射性伤害
放射性物质通过呼吸、水或食物等多种途径进入人体，引起过量的体内照射，造成急性或慢性伤害，就是体内放射性伤害。这种伤害可使人类患上恶性肿瘤或损害体内器官，如骨髓、生殖腺等。
若短时间内摄入高剂量放射性物质，会造成体内放射的急性伤害。但一般来说，慢性危害是体内放射伤害的主要形式。因为放射污染物具有较大的稳定性，能在生物体内长期存在，对组织亲和力也较强，通过空气、水及复杂的食物链系统富集、浓缩后到达生物体内积聚而造成伤害。
一些放射性污染物，如氯化碳氢化合物及重金属等，可长期存在，具有富集浓缩特性，因此即使原始污染物的浓度低至不足以伤害生物的程度，也会通过过富集浓缩之后积累，达到伤害的程度，且具有远距离伤害作用。如钍在某些茶叶中含量偏高，某些冶炼厂、化工厂、综合医院等使用射线区域内的蔬菜则含有偏高量的放射性物质。另外，水里放射性物质很容易富集在水生动植物身上。例如，切尔诺贝利核电站事故发生后数天，在离核电厂9km的莱列夫村，测得儿童甲状腺辐射量高达250Rem，原来被放射性物质131I污染了青草和水，孩子摄入的131I在甲状腺里富集而造成伤害。225Ra、210Po、210Pb等放射性物质存在于烟叶中，因此个人每天吸一包半香烟，则其肺脏所遭受的放射性物质年总量与接受300次胸部X射线照射相当。
人类目前所接受到的放射性污染中，约50％来自氨。氨来源于泥土和岩石（特别是花岗岩）里的镭的放射分解，无色、无嗅、无味，含量极低，难以觉察，其危害主要是生物效应。对人类来说，氨的直接伤害很小，但是氡在人体内可引起复杂的生化过程，导致严重伤害。吸入体内后，氡发生衰变产生的a粒子对气管、肺部造成损伤，增加患肺癌、支气管癌的机会。若吸烟人士与非吸烟人士吸入同样浓度的氧气，前者患癌机会较后者约多3倍。
