Wyróżnia się dwa rodzaje skutków promieniowania – skutki stochastyczne oraz skutki deterministyczne.
Pod pojęciem skutków stochastycznych rozumie się takie skutki, które mogą się pojawić z określonym prawdopodobieństwem, czyli mogą, ale nie muszą wystąpić. Ogólnie założenie mówi, że prawdopodobieństwo wystąpienia skutków stochastycznych zależne jest w sposób liniowy od otrzymanej dawki. Dla skutków tych nie istnieje dawka progowa, mogą pojawić się w efekcie przyjęcia nawet najmniejszej dawki promieniowania.
Skutki stochastyczne wynikają z uszkodzeń w materiale genetycznym komórki, które utrwalają się w postaci mutacji lub aberracji. Do skutków tych zalicza się choroby nowotworowe oraz schorzenia układu krążenia. Występują one zwykle po kilku lub nawet kilkudziesięciu latach po zajściu zdarzenia.
Skutki deterministyczne pojawiają się w przypadku otrzymania stosunkowo dużych dawek promieniowania. Ich częstość i natężenie wzrastają wraz z dawką promieniowania. Mówi się, że można określić dla nich dawkę progową, po przekroczeniu której zawsze wystąpią, jednak jest to sprawa dyskusyjna, ponieważ wielkość dawki progowej jest kwestią indywidualną ze względu na różną wrażliwość na promieniowanie. Najniższe dawki progowe przyjmuje się dla uszkodzenia płodów i czasowej niepłodności – od 0,1 Sv.
Skutki deterministyczne są efektem śmierci takiej liczby komórek w tkance, że jej funkcja zostaje upośledzona i pojawiają się objawy kliniczne.
Przykłady skutków deterministycznych to: rumień, nekroza skóry, utrata włosów, niepłodność, zaćma, uszkodzenia płodów, ostra choroba popromienna, śmierć. Choć wielu osobom skutki deterministyczne kojarzą się z wczesnymi objawami popromiennymi, niektóre z nich występują dopiero po upływie znacznej ilości czasu – np. martwica skóry po otrzymaniu wysokiej dawki miejscowo czy zapalenia płuc, wątroby i serca jako późne skutki radioterapii.
