Der Mensch ist unterschiedlichen Arten von ionisierender Strahlung ausgesetzt (exponiert), die sich in ähnlicher Weise auswirken können, jedoch unterschiedlichen Ursprungs sind. Dabei kann Strahlenexposition freiwillig (vergleichbar einem Sonnenbad) oder unfreiwillig sein.

Bei der ionisierenden Strahlung wird zwischen elektromagnetischer Strahlung (Gamma-Strahlen, Röntgen-Strahlen) und Teilchenstrahlung (z. B. Alpha-Strahlen, Beta-Strahlen, Neutronen) unterschieden.

Wenn diese Strahlung auf Materie auftrifft, können die Bausteine der Materie, Atome oder Moleküle, ionisiert werden. Die so entstehenden Ionen sind in der Lage, andere chemische Verbindungen einzugehen, als ursprünglich in dem bestrahlten Materievolumen enthalten waren. Dies kann sich einerseits bei kleinen Dosen in einer Zellveränderung und andererseits bei höheren Dosen in dem Absterben von Zellen auswirken. Negative Zellveränderungen können bösartige Erkrankungen und Erbschäden zur Folge haben, sofern die Zelle nicht durch natürliche Vorgänge erneuert wird. Massives Absterben von Zellen kann zum Absterben eines Gewebes, eines Organs und gar zum Tod des bestrahlten Organismus führen.
Zum Schutz der Bevölkerung und der Patienten vor den schädigenden Wirkungen ionisierender Strahlen wurden in der Bundesrepublik Schutzvorschriften erlassen, die garantieren, dass die Strahlendosis für die Allgemeinheit innerhalb der Schwankungsbreite der natürlichen Strahlung bleiben.

Neben den vielfältigen Schutzmaßnahmen, die unmittelbar den Einzelnen als Arbeitnehmer oder als Patienten z.B. bei Röntgenuntersuchungen betreffen, sind bei Anlagen, in denen mit radioaktiven Stoffen umgegangen wird (z. B. Kernkraftwerke) oder umgegangen wurde (z. B. Urananlage Ellweiler), Vorkehrungen erforderlich, die eine unkontrollierte Freisetzung von radioaktiven Stoffen praktisch ausschließen. Um die in die Umwelt eingetragenen radioaktiven Stoffe zu überwachen, werden umfangreiche Meßprogramme durchgeführt.