Gli effetti ritardati non maligni delle radiazioni ionizzanti si manifestano in molti organi (soprattutto midollo osseo, reni, polmoni e cristallino dell'occhio) sotto forma di modificazioni degenerative e di danneggiamento delle funzioni. L'effetto ritardato più importante dell'esposizione a radiazioni è, tuttavia, l'aumento dell'incidenza delle forme di cancro e leucemia che colpiscono naturalmente i soggetti non esposti. Aumenti statisticamente significativi di leucemia e di cancro alla tiroide, al polmone e alla mammella sono stati dimostrati con certezza solo in popolazioni esposte a dosi relativamente alte (maggiori di 1 Gy). Effetti non specifici di diminuzione della durata di vita, suggeriti dai risultati di esperimenti su animali di laboratorio, non sono stati ancora dimostrati nell'uomo.