Ô nhiễm phóng xạ chủ yếu ảnh hưởng đến sức khỏe, góp phần làm gia tăng bệnh tật như ung thư phổi, ung thư da và ung thư tuyến giáp, cùng với các dị tật bẩm sinh và khuyết tật về nhận thức. Loại và mức độ nghiêm trọng của các tác động từ ô nhiễm phóng xạ khác nhau, tùy thuộc vào số lượng ô nhiễm và mức độ tiếp xúc. Tiếp xúc lâu dài có thể gây ra sự gia tăng số lượng các dị tật bẩm sinh di truyền và đột biến trong một quần thể, trong khi phơi nhiễm cấp tính gây ra các rủi ro về sức khỏe, chẳng hạn như tỷ lệ mắc bệnh ung thư cao hơn trong một quần thể.
Ô nhiễm bức xạ xuất phát từ nhiều loại phơi nhiễm, bao gồm ô nhiễm ngẫu nhiên từ các thảm họa công nghiệp và môi trường. Một số ô nhiễm đến từ các nguồn có chủ đích, chẳng hạn như chiến tranh và các hành động khủng bố. Bất kể nguồn nào, bức xạ đều gây rủi ro cho con người và động vật cũng như môi trường xung quanh của chúng.
Hậu quả ngắn hạn của việc tiếp xúc với bức xạ bao gồm các tình trạng được gọi là Hội chứng Bức xạ Cấp tính và Tổn thương Bức xạ Da. Hội chứng Bức xạ Cấp tính tạo ra các hiệu ứng toàn thân, trong khi Tổn thương Bức xạ Da nhắm vào da. Tiếp xúc lâu dài với ô nhiễm phóng xạ và ô nhiễm làm tăng khả năng phát triển một số loại ung thư. Tiếp xúc lâu dài cũng làm tăng khả năng mắc các bệnh và bất thường ở trẻ sơ sinh. Mặc dù những người sống sót sau thảm họa phóng xạ có thể bị ảnh hưởng về mặt tinh thần trong thời gian ngắn, nhưng phơi nhiễm lâu dài khiến mọi người có nguy cơ cao mắc các chứng rối loạn và đau khổ về tinh thần và tâm lý.
Sau khi tiếp xúc với bức xạ, một số thành viên nhất định của quần thể, chẳng hạn như phụ nữ mang thai và trẻ em, nên đi khám sức khỏe.