Trong một số trường hợp nhiễm xạ, tổn thương cơ thể chỉ xuất hiện khi liều xạ vượt quá một giới hạn nhất định, thường là một sievert (Sv) - (Sv là đơn vị quốc tế biểu hiện liều xạ được hấp thu gây những ảnh hưởng sinh học giống như 1 gray (Gy) tia X hoặc tia gamma). Thí dụ viêm da do tia xạ, đục thủy tinh thể, suy chức năng cơ quan (có thể chỉ xuất hiện sau nhiều năm), hoặc bệnh phóng xạ (phản ứng sớm của nhiễm xạ rất nặng).

Nhiều trường hợp khác thì tổn thương lại xuất hiện khi cơ thể bị nhiễm xạ tái đi tái lại nhiều lần. Như trong bệnh ung thư chẳng hạn: ung thư xuất hiện do sự đột biến (thay đổi chất liệu di truyền của tế bào) mà tia xạ gây nên. Rò rỉ phóng xạ từ những lò phản ứng hạt nhân có thể làm tăng hiện tượng đột biến, dẫn đến nhiều loại ung thư như bệnh bạch cầu, các dị tật bẩm sinh trong nhiều thế hệ tiếp theo và những bệnh di truyền. Ung thư thường chỉ lộ diện sau nhiều năm.     

Theo GS. Phạm Gia cường/suckhoedoisong