Les rayonnements ionisants (RI) peuvent être classés en deux catégories : les rayonnements de particules chargées légères ou lourdes (e+, e - , p, d, α) sont des rayonnements directement ionisants, tandis que les rayonnements de particules non chargées (n, X, γ) sont des rayonnements indirectement ionisants.
Le seuil définissant le caractère ionisant d’un rayonnement est de 13,6 eV, l'énergie de liaison de l’e- de l’H, (couche K), élément principal de la matière vivante.
La variation du 1er potentiel d’ionisation en fonction du Z à énergie (eV) nécessaire pour ioniser l’e- le + périphérique est représentée dans le graphique.
Les rayonnements ioniants ont fait naître deux disciplines scientifiques : la dosimétrie, qui étudie les transferts d'énergie entre les rayonnements ioniants et la matière, et la radiobiologie, qui étudie les effets biologiques des rayonnements ioniants.
Les rayonnements ioniants ont deux grands domaines d'étude : le domaine des faibles doses, qui étudie les risques pour le patient et l'entourage, et le domaine des fortes doses, qui étudie les accidents radiologiques/nucléaires et militaires.
Les effets biologiques des rayonnements ioniants se manifestent à long terme, avec des effets apparus sur les utilisateurs de ces rayonnements, les radiologues, à quelques dizaines d'années après les premières manipulations sans précautions.