Il termine radiazione è usato in fisica per descrivere fenomeni apparentemente assai diversi tra loro, come l'emissione di luce visibile da una lampada, di radioonde da un circuito elettrico, di raggi infrarossi da un corpo incandescente, di raggi X da una macchina radiogena a così via. La caratteristica peculiare comune a tutti questi fenomeni è il trasferimento di energia da un punto a un altro dello spazio senza che vi sia il movimento di corpi macroscopici e senza il supporto di un mezzo materiale. Quando la propagazione di energia avviene secondo queste modalità si dice che si è in presenza di radiazione.
Il suono emesso dalle casse di uno stereo non è una radiazione, bensì un'onda sonora che ha bisogno dell'aria per propagarsi. A livelli normali, il suono non si può considerare dannoso per la salute, mentre a livelli molto elevati può generare danni al sistema uditivo.

Si suole distinguere le radiazioni in corpuscolari ed elettromagnetiche, sulla base del loro comportamento prevalente:
- le radiazioni corpuscolari sono costituite da particelle sub-atomiche che si spostano con velocità assai elevate, spesso prossime a quelle della luce,
- le radiazioni elettromagnetiche si propagano nel vuoto con la velocità della luce e sono classificate in modo differente a seconda della loro energia.

Si dice che una radiazione è ionizzante quando è in grado di produrre, in modo diretto o indiretto, la ionizzazione degli atomi e delle molecole del mezzo attraversato (la ionizzazione è un processo mediante il quale gli atomi acquistano, o perdono, elettroni, diventando quindi elettricamente carichi). Si considerano ionizzanti le radiazioni con lunghezza d'onda maggiore di 400 10^-9m; la radiazione ultravioletta (10÷400 10^-9m) non è quindi da considerarsi ionizzante.

Per quanto precedentemente descritto si può dedurre che il processo di ionizzazione porta necessariamente ad alterazioni degli atomi, almeno in via transitoria, e può in tal modo produrre modificazioni nella struttura delle molecole che li contengono. Se le molecole alterate sono situate in una cellula vivente, essa stessa può risultare danneggiata.
Esiste la possibilità che la dose assorbita durante un'irradiazione (cioè l'energia assorbita per unità di massa) abbia degli effetti sul corpo umano; gli effetti sul singolo individuo esposto alle radiazioni si manifestano se si supera una certa quantità di dose (effetti a soglia), che nel caso, per esempio di un esame radiologico, non viene di norma nemmeno lontanamente raggiunta, neanche con esami ripetuti moltissime volte. Esistono poi gli effetti casuali, che sono indipendenti dalla dose, e che potrebbero manifestarsi su chiunque venga esposto alle radiazioni ionizzanti.

Al fine di renderci conto dell'effettivo rischio a seguito di un'esposizione a radiazioni ionizzanti soffermiamoci sull'esame radiografico. Questa è una procedura molto comune. In Italia, il numero di esami radiologici in un anno è stato stimato essere dell'ordine di 100 milioni, questo equivale ad affermare che in media ciascun italiano si sottopone a due esami radiologici all'anno. Per rendersi conto delle minime probabilità di subire un danno a seguito di una o più radiografie è sufficiente evidenziare quanto sia più rischioso compiere le proprie attività quotidiane; ad esempio fare circa 200 radiografie al torace all'anno accorcia la vita:

- 100 volte di meno di essere alcolista,
- 63 volte di meno di essere fumatore,
- 25 volte di meno di fare lavori pesanti,
- 8 volte di meno di guidare l'automobile,
- 5 volte di meno di bere alcolici ogni tanto,
- 3 volte di meno di respirare aria inquinata.

Una mammografia corrisponde invece al rischio di:
- percorrere in macchina 100 km in autostrada,
oppure
- fumare 3 sigarette in tutta la vita.

Nel caso di donne in stato di gravidanza si preferisce, per quel periodo, evitare esami radiologici alla zona del torace e del bacino. Infatti, la probabilità di danni casuali sul feto è maggiore che sull'adulto, in quanto i tessuti e gli organi in formazione sono più sensibili alle radiazioni degli organi già formati. Inoltre le prime settimane di gestazione sono le più a rischio per eventuali malformazioni. Ciò non significa assolutamente che i danni si manifestino per forza, ma se è possibile evitare di sottoporsi a un esame radiologico all'addome o al torace proprio in quel periodo è meglio. Se si tratta invece di una frattura a una mano o a una gamba è possibile sottoporsi all'esame; è compito del personale fornire i necessari sistemi per proteggere l'addome dalle radiazioni. Il miglior modo di proteggersi dai raggi X è evitare radiografie inutili, ma un sospetto di malattia giustifica sempre un'indagine approfondita, anche radiologica.

È necessario notare tuttavia che l'uomo, fin dal suo apparire sulla Terra, è stato costantemente esposto alle radiazioni ionizzanti di origine naturale, che sono state l'unica fonte d'irradiazione fino a poco meno di un secolo fa. Ancora oggi, nonostante l'ampio impiego a scopo medico, e non solo, delle radiazioni, la radioattività naturale continua a essere il maggior contributo alla dose ricevuta dalla popolazione ed è assai probabile che questo si verifichi anche in futuro.

In natura esistono infatti nuclei radioattivi (radionuclidi) di elementi chimici che, essendo instabili, si trasformano (decadono) in uno o più nuclei, generalmente più stabili, emettendo radiazione elettromagnetica oppure particelle cariche di diversa energia a seconda del tipo di nucleo.

La radioattività naturale si divide in una componente di origine terrestre e in una di origine extraterrestre. La prima è dovuta ai radionuclidi presenti nei materiali inorganici della crosta terrestre (rocce e minerali). La concentrazione di materiale radioattivo dipende dalla conformazione geologica delle diverse aree; inoltre numerosi materiali da costruzione emettono quantità relativamente modeste di radiazioni. Anche le acque contengono nuclei radioattivi, a causa sia delle piogge, che trasportano le sostanze radioattive dell'aria, sia delle acque di drenaggio che convogliano nei bacini idrici le sostanze presenti nelle rocce e nel suolo.

La componente extraterrestre alla radioattività naturale è dovuta essenzialmente ai raggi cosmici, particelle cariche che provengono dalla spazio interstellare e interagiscono con l'atmosfera originando altre particelle secondarie, anche se per la maggior parte i raggi cosmici primari vengono assorbiti nello strato più alto dell'atmosfera. Inoltre alle alte quote il loro flusso è comunque maggiore che sul livello del mare.