Las radiaciones nucleares pueden provocar enfermedades de gravedad diversa según el grado de exposición, como cataratas, hemorragias, cáncer o problemas cardio-vasculares o inmunitarios.
En fuertes dosis, existe una relación directa entre la cantidad de radiaciones recibidas y la patología inducida. Las radiaciones brutales, como las provocadas por la bomba atómica en Hiroshima y Nakasaki, pueden generar enfermedades durante décadas. Los efectos biológicos varían también según la naturaleza de las radiaciones y los órganos alcanzados (ovarios o testículos son considerados 20 veces más sensibles que la piel) para el cáncer, o según su vía de absorción (oral o cutánea) y la susceptibilidad individual (capacidad a reparar su ADN).
En Japón, nubes invisibles llevando elementos radiactivos son lanzadas por la central nuclear dañada y se mueven en función de la meteorológica y los vientos. Para la población, expuesta a una contaminación por tales emisiones radioactivas, el principal riesgo es el de desarrollar un cáncer (leucemia, pulmón, colon...) con "un riesgo proporcional a la dosis recibida"
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