Eine Strahlungsart, die in hohen Dosen absolut tödlich, in geringfügigeren Dosen langfristig und stark gesundheitsschädlich ist, stellt die radioaktive Strahlung dar. Sie wurde Anfang des Zwanzigsten Jahrhunderts von Marie Curie und ihrem Mann Pierre Curie entdeckt.
Radioaktive Strahlung entsteht durch den Verfall von nicht stabilen Atomkernen, dabei entsteht zumeist ionisierende Strahlung, also Strahlung, die die Eigenschaft hat, Elektronen loszuschlagen und deswegen gesundheitsgefährdend ist. Radioaktive Strahlung kann von Mensch und Tier direkt, durch Hautkontakt aufgenommen werden, dies nennt man Kontamination. Bei der Aufnahme durch die Atemwege spricht man von Inkorporation. Grundsätzlich unterscheidet man drei verschiedene Arten der radioaktiven Strahlung, nämlich Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Während Alphastrahlen relativ ungefährlich sind, die Haut als Schutzhülle genügt, sind Betastrahlen schon in der Lage, zentimeterweit in die Haut einzudringen, Gammastrahlen lassen sich so gut wie nicht aufhalten, außer, jedoch auch nur bedingt, durch meterdicke Betonwände oder Erdschichten und Blei.
Radioaktivität gehört in geringer Menge zu den natürlichen Existenzbedingungen aller Lebewesen. Ist die Strahlung jedoch intensiver, bewirkt sie eine Veränderung oder Zerstörung von Körperzellen, die DNA wird verändert. Radioaktive Strahlung lagert sich in Materie ab. Das heißt vor allem, das Cäsium 137Cs findet sich nach einem atomaren Vorfall, sei es nun eine nukleare Explosion oder eine Kernschmelze in einem Atomkraftwerk, in jeder Materie wieder. Durch die Nahrungsaufnahme kontaminieren sich Tiere und Pflanzen, das gefährliche Cäsium gelangt also in die Nahrungskette. Durch akute Verseuchung, sogenannter deterministischer Strahlenschädlichkeit sind in erster Linie Blutbildungsorgane, die Schleimhäute des Magen-Darm-Traktes und der Luftwege, sowie die Keimzellen betroffen. Spätschäden, sogenannte stochastische Strahlenschäden treten erst Jahre beziehungsweise Jahrzehnte nach der Kontamination auf. Sie äußern sich in Veränderungen der Erbsubstanz, rufen Tumore und Veränderungen der Erbsubstanz hervor.