人體由器官和組織組成，器官和組織又是由大量細胞組成的，因此，細胞是人體結(jié)構(gòu)的最基本單位。電離輻射能通過與細胞原子或分子的直接作用與間接作用影響細胞的正常功能，進而影響器官和組織的正常功能。

電離輻射的直接作用是射線直接作用于具有生物活性的大分子（如核酸、蛋白質(zhì)等)，使其發(fā)生電離、激發(fā)或化學鍵斷裂,造成分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變；間接作用是射線首先引起機體水分子的電離和激發(fā)，生成一系列性質(zhì)活潑的產(chǎn)物,如氫自由基(H?)、羥自由基（OH?、激發(fā)水分子（H02?)、過氧化氫（H202)、水化電子e1-aq)等)，此類產(chǎn)物具有很強的氧化能力，可導致生物活性大分子的損傷。這就是理解電離輻射造成細胞水平危害的基礎(chǔ)。當電離輻射與細胞發(fā)生相互作用時，它以一定的概率剛好作用在細胞的關(guān)鍵部位。細胞最關(guān)鍵的部位是染色體，因為它包含了最重要的遺傳信息。

下面幾種情形是電離輻射照射下細胞可能發(fā)生的變化。

(1)細胞沒有受損。

電離輻射可能形成化學活性的物質(zhì)，它們在一些情形下會改變細胞的結(jié)構(gòu)。但這些結(jié)構(gòu)上的改變和自然條件下細胞可能發(fā)生的異變沒有明顯的差別，也沒有負面的效應(yīng)。

（2）細胞受損，但能修復損傷，并表現(xiàn)正常。

有些電離輻射產(chǎn)生的物質(zhì)在細胞內(nèi)部是不常出現(xiàn)的，它們可能會引起細胞結(jié)構(gòu)和組件的破壞。但細胞能夠修復這種少量的損傷，甚至是在染色體上的類似損傷。實際上，每時每刻都會發(fā)生大量的染色體異變，人體一直保留有修復這些異變的有效機制。

（3）細胞受損，尚未完成修復，不再表現(xiàn)正常。

如果在我們體內(nèi)的有效修復機制完成修復工作之前，受損的細胞就需要“帶傷上陣，勉強工作”，這樣就會產(chǎn)生兩種后果：一是細胞再也不能完成它的修復工作；另一種是細胞不能正確或完整地實現(xiàn)功能。那么，這類細胞要么不能正常增殖，要么就是以一種不受控制的速度進行增殖。這樣的細胞將是引起癌癥的根源之一。

（4）細胞受損死亡。

如果電離輻射對細胞造成了嚴重的損傷或者恰好影響到了自我繁殖的功能，細胞最終將會死亡。

電離輻射對細胞的損害程度除了與輻射劑量有關(guān)外，還取決 于細胞對輻射的敏感性?？傮w而言，復制增殖較快或者分化程度 低的細胞對電離輻射更加敏感，這也是為什么兒童應(yīng)比成年人更加重視輻射防護的原因。