放射生物學（也稱為輻射生物學，罕見地稱為放射生物學）是臨床和基礎醫學科學領域，涉及研究電離輻射對生物的作用，尤其是輻射對健康的影響。 電離輻射通常對生物有害并可能致命，但在治療癌癥和甲狀腺毒癥的放射療法中可能對健康有益。 其最常見的影響是誘發癌癥，并在暴露后潛伏數年或數十年。 高劑量會導致視覺上劇烈的輻射灼傷或通過急性輻射綜合癥導致快速死亡。 受控劑量用于醫學成像和放射治療。

一般而言，電離輻射對生物有害且可能致命，但在用于治療癌癥和甲狀腺毒癥的放射療法中可能對健康有益。

輻射暴露對健康的大多數不良影響可分為兩大類：

• 確定性效應（有害組織反應）在很大程度上是由于高劑量后細胞的殺傷/功能障礙； 和
• 隨機效應，即癌癥和遺傳效應，涉及暴露個體因體細胞突變導致癌癥發展或后代因生殖（生殖）細胞突變導致遺傳性疾病。

電離輻射對人類健康的一些影響是隨機的，這意味著它們發生的可能性隨著劑量的增加而增加，而嚴重程度與劑量無關。 輻射引起的癌癥、畸形發生、認知能力下降和心臟病都是電離輻射引起的隨機效應。

它最常見的影響是隨機誘發癌癥，并在暴露后潛伏數年或數十年。 發生這種情況的機制已廣為人知，但預測風險水平的定量模型仍存在爭議。 最廣泛接受的模型假定，電離輻射引起的癌癥發病率隨有效輻射劑量以每西弗 5.5% 的速率線性增加。 如果這個線性模型是正確的，那么自然背景輻射是對公眾健康最危險的輻射源，其次是醫學成像。

與其他醫療條件相比，關于電離輻射對人類健康影響的定量數據相對有限，因為迄今為止的病例數很少，而且某些影響具有隨機性。 隨機效應只能通過大型流行病學研究來衡量，這些研究收集了足夠的數據以消除混雜因素，例如吸煙習慣和其他生活方式因素。 最豐富的高質量數據來源來自對日本原子彈爆炸幸存者的研究。 體外和動物實驗提供了豐富的信息，但不同物種的輻射抗性差異很大。

單次腹部 CT 8 mSv 增加的終生患癌風險估計為 0.05%，即 2,000 分之一。

確定性效應是那些可靠地發生在閾值劑量以上的效應，并且它們的嚴重性隨著劑量的增加而增加。

高輻射劑量會產生確定性效應，這些效應可靠地發生在閾值以上，并且它們的嚴重性隨著劑量的增加而增加。 確定性效應不一定比隨機效應更嚴重或更不嚴重； 兩者都可能最終導致暫時的麻煩或死亡。 確定性效應的例子有：

• 急性輻射綜合癥，通過急性全身輻射
• 輻射燒傷，從輻射到特定身體表面
• 輻射引起的甲狀腺炎，放射治療甲亢的潛在副作用
• 慢性輻射綜合癥，由長期輻射引起。
• 輻射引起的肺損傷，例如肺部放射治療
• 白內障和不孕癥。

當攝入發射 α 粒子的同位素時，它們比其半衰期或衰變率所暗示的危險得多。 這是因為在發射 α 的放射性同位素進入活細胞后，α 輻射會造成生物損傷的相對生物有效性較高。 攝入的 α 發射體放射性同位素（例如超鈾元素或錒系元素）的危險性平均高出約 20 倍，在某些實驗中，其危險性比同等活性的 β 發射體或 γ 發射體放射性同位素高出 1000 倍。 如果不知道輻射類型，可以在存在電場、磁場或不同屏蔽量的情況下通過差分測量來確定。