Een levende cel bestralen veroorzaakt ionisatie. Daardoor kan het DNA rechtstreeks beschadigd worden of er kunnen scheikundige reacties in de andere celelementen ontstaan. Bij deze scheikundige reacties komen sterk reactieve zuurstofatomen en hydroxylgroepen vrij, die op hun beurt DNA-elementen kunnen verstoren, met ernstige biologische schade tot gevolg. De gevolgen van bestraling zijn afhankelijk van de stralendosis, de wijze van bestralen, de aard en het doordringingsvermogen van de stralen.