Tùy thuộc vào loại phơi nhiễm, tác động tiêu cực của tia gamma khác nhau, từ phát ban da đến ung thư. Tia gamma liều cao có thể gây tử vong.
Tia gamma là dạng bức xạ mạnh nhất vì chúng có thể xuyên qua da, gỗ, giấy và các vật chất khác. Chúng có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho các cơ quan nếu ăn phải, hít phải hoặc hấp thụ. Tiếp xúc nhẹ với tia gamma có thể dẫn đến một cái gì đó nhỏ như phát ban trên da nhưng chính liều lượng tiếp xúc cao sẽ gây ra nguy cơ sức khỏe lớn nhất. Phơi nhiễm tia gamma liều thấp vẫn nguy hiểm, bao gồm gia tăng ung thư, giảm khả năng sinh sản hoặc đục thủy tinh thể. Từ nguồn mạnh đến tiếp xúc lâu dài, tia gamma có thể gây ngộ độc bức xạ, có thể dẫn đến ung thư. Phơi nhiễm tia gamma với liều lượng nặng có thể dẫn đến tử vong chỉ trong vòng vài ngày đến vài tháng. Hội chứng bức xạ cấp tính (ARS) là kết quả của việc tiếp xúc lâu dài với tia gamma và các triệu chứng ban đầu bao gồm tiêu chảy, buồn nôn và nôn. Các triệu chứng dài hạn của ARS bao gồm nhiễm trùng, chảy máu, sụt cân và suy giảm tủy. ARS sống sót phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc với bức xạ và phục hồi là một quá trình lâu dài, mất nhiều năm trong một số trường hợp. Phôi thai nhạy cảm nhất với việc tiếp xúc với tia gamma và trẻ em có xu hướng nhạy cảm với sự phơi nhiễm hơn người lớn.
