暴露於不同類型輻射源後，人體有些特定部位更易受影響。暴露於輻射後人體潛在的健康影響由下面幾個因素決定：
①輻射劑量;
②射線對人體組織的損傷能力;
③受影響的器官。在上述因素中，最重要的因素是輻射總劑量，即人體內實際沉積的能量總和。細胞吸收的能量越多，生物學損傷越大。
吸收劑量，即每克人體組織吸收的能量通常以拉特(rad)為單位定量。另一個放射劑量單位為倫姆(rem)，或倫琴當量。拉特值×某種類型的輻射引發的潛在損傷係數=倫姆值。對於β、γ和χ射線，上述係數為1;對於某些中子、質子或α粒子，此係數為20。[注：1倫姆=10毫希伏(msv)]
人體各器官的核輻射症狀
頭髮
暴露於200倫姆或更高劑量的射線後，頭髮會迅速成簇脫落。
大腦
由於腦細胞不能再生，除非輻射劑量≥5000倫姆，它們不會直接受損。與心臟一樣，放射線將殺死神經細胞和小血管，並導致癲癇發作並立即死亡。
甲狀腺
甲狀腺對放射性碘易感。在足夠的劑量下，放射性碘可以破壞部分或整個甲狀腺。服用碘化鉀可以減小放射性碘暴露的損害。
血液系統
人體暴露於100倫姆左右的射線後，血液中淋巴細胞計數將會減少，人體更易受感染。這種情況一般為輕度放射疾病。放射疾病的早期症狀為感冒，一般易被忽視，除非檢測血液計數。廣島和長崎的數據表明，放射疾病的症狀可能持續10年，並可能有更長期的白血病和淋巴瘤危險。
心臟
高強度暴露於1000~5000倫姆的放射性材料將會立即損傷小血管，並可能引發心力衰竭和直接死亡。
胃腸道
當暴露量≥200倫姆時，放射線對腸道的損傷會引發噁心、血性嘔吐和腹瀉。放射線將破壞快速分裂的人體細胞，包括血液、胃腸道、生殖系統和頭髮細胞，並損傷存活細胞的DNA和RNA。
生殖道
生殖道細胞分裂迅速，在輻射量為200倫姆時就可被損傷。一些放射病患將可能不孕。
人體長期影響
輻射急性反應可隨時間減弱，但輻射仍會繼續產生大量疾病問題，包括白血病、癌症，以及2年、3年甚至10年後發生的其他疾病。
血液病
基於日本的數據，在暴露於原子彈的人群中貧血者增多。一些病例白細胞和紅細胞的減少持續了10年。
白內障
廣島和長崎有部分防護的倖存者中白內障率升高，並有部分脫髮。
惡性腫瘤
離子輻射致癌，但更易發生某些特定類型的腫瘤。最普遍的是白血病。廣島和長崎倖存者的癌症發生率顯著高於一般人群。並據報道，輻射暴露量和甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌和唾液腺癌發生率高低顯著相關。輻射引發的惡性腫瘤一般在10年或更久以後出現。
疤痕疙瘩
在1946年初，倖存者燒傷部位覆蓋的明顯疤痕組織開始腫脹和異常生長。震源1.2公里內，50%~60%直接暴露於熱核的倖存者中，發現有隆起和扭曲的肉丘即疤痕疙瘩。疤痕疙瘩被認為與輻射反應有關。
