游離輻射對人體健康的傷害分為機率效應與確定效應。確定效應指接受過量輻射照射，造成造成有害的組織反應，若接受的劑量增加，造成的傷害就會更嚴重。確定效應的實例有：睪丸與卵巢因輻射誘發的不孕，造血功能降低與血球細胞減少，皮膚紅斑脫皮等損傷，誘發水晶體混濁與視力減退或器官的發炎。當然劑量若過高，有可能使體內器官嚴重發炎而死亡。根據國際輻射防護委員會ICRP 103號報告指出，100毫西弗以下的劑量（包括一次或多次）不會造成臨床上的功能損害。
另一輻射效應為機率性效應，可能會誘發細胞的突變導致癌症的發生，因為癌症的發生是機率性的，所以這種效應稱為機率效應。癌症發生的機率與劑量有關，機率隨劑量的增加而提高，例如，受到高劑量輻射可能會引起白血症、肺癌、肝癌、卵巢癌與直腸癌等等。

另一個機率較低的效應是遺傳方面的效應，如果輻射曝露損傷發生在生殖細胞上，則輻射的效應將發生在受曝露人員的後代，也就是遺傳的效應。國際輻射防護委員會ICRP 103號報告建議，整體的致命風險機率為每西弗（1000毫西弗）百分之五。輻射造成的癌症，可能與人體自然發生或因其他化學致癌物（如吸菸、飲酒及飲食等等）引起的癌症無法清楚的分辨。此外，由於細胞具有自我修復的功能，根據研究顯示，低劑量輻射（小於100毫西弗）發生癌症的機率微乎其微，一般民眾亦不致接受到100毫西弗的劑量，因此對於機率性效應，民眾不必擔憂。