輻射對人體的作用是一個極其復雜的過程。人體從吸收輻射能量開始，到產生生物效應，乃至機體的損傷和死亡為止，涉及許多不同性質的變化。
在輻射的作用下，人體內的生物大分子，如核酸、蛋白質等會被電離或激發。這些生物大分子的性質會因此而改變，細胞的功能及代謝亦遭到破壞。實驗證明輻射可令DNA斷裂或阻礙分子復制。此外，人體內的生物大分子存在于大量水分子中，當輻射作用于水分子時，水分子亦會被電離或激發，產生有害的自由基（如 OH-1、 H+ 自由基等），繼而使在水分子環境中的生物大分子受到損傷。

    雖然輻射可能對人體造成損傷，但如劑量不高，機體可以通過自身的代謝過程對受損傷的細胞或局部組織進行修復，這種修復作用程度的大小，既與原初損傷的程度有關，又可能因個體間的差異而有所不同。 了解輻射對人體不同器官所造成的危害，可有助制定各種輻射防護措施以保障市民健康。