辐射损伤的发病机理和其它疾病一样，致病因子作用于机体之后，除引起分子水平，细胞水平的变化以外，还可产生一系列的继发作用，最终导致器官水平的障碍乃至整体水平的变化，在临床上便可出现放射损伤的体征和症状。对人体细胞的损伤，只限于个体本身，引起躯体效应。而对生殖细胞的损伤，则影响受照个体的后代而产生遗传效应。单个或小量细胞受到辐射损伤(主要是染色体畸变，基因突变等)可出现随机性效应。辐射使大量细胞或受到破坏即可导致非随机性效应。在辐射损伤的发展过程中，机体的应答反应则进一步起着主要作用，首先取决于神经系统的作用，特别是高级神经活动，其次是取决于体液的调节作用。由此可知，高等动物的疾病不能仅仅归结于那些简单的或孤立的细胞中所产生的过程，它包含着十分复杂的过程。

     射线作用于机体后，所引起的机体损伤直接与X线剂量有关。以不同剂量照射动物，可以发现当剂量达到一定量时才开始出现急性放射病征象，继续增加剂量时，则可出现死亡，剂量越大，死亡率越高，当增加到一定大的剂量时，则100％的动物发生死亡。