Результатом воздействия ионизирующих излучений на облучаемые объекты являются различные радиационные эффекты - обратимые и необратимые физико-химические или биологические изменения в этих объектах, зависящие от величины воздействия и условий облучения.
Физические величины, функционально связанные с радиационным эффектом, называются дозиметрическими.
Основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия, является поглощенная доза ионизирующего излучения D - отношение средней энергии 
, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:
.
Единица поглощенной дозы в СИ - грей (Гр). Грей равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж, т.е. 1Гр = 1Дж/кг.
Поглощенная доза ионизирующего излучения является мерой ожидаемых последствий облучения объектов как живой, так и неживой природы. Она не зависит от вида ионизирующего излучения (a, b, g, X, n и др.) и его энергии, но для одного и того же вида и энергии излучения зависит от вида вещества.
Поэтому, когда говорят о поглощенной дозе, необходимо указывать, к какой среде это относится: к воздуху, воде или другой среде.
В повседневной жизни человек подвергается хроническому облучению естественными и искусственными источниками ионизирующих излучений в малых дозах. Установлено, что в этом случае биологический эффект облучения зависит от суммарной поглощенной энергии и вида (качества) излучения.
По этой причине для оценки радиационной безопасности при хроническом облучении человека в малых дозах, т.е. дозах, не способных вызвать лучевую болезнь, используется эквивалентная доза ионизирующего излучения Hт - произведение «тканевой дозы» (дозы на орган) Dт на взвешивающий коэффициент wR для излучения R:
Hт= wR× Dт.
При этом доза на орган - средняя поглощенная доза в определенной ткани или органе человеческого тела задается в виде:
,
где mт - масса ткани или органа,
D - поглощенная доза в элементе dm.
Если в пределах органа или ткани D=const, то Dт= D или Dт= 
, где 
- средняя энергия, поглощенная массой mт.
Если поле излучения состоит из нескольких излучений с различными значениями wR, то эквивалентная доза определятся в виде:
.
Единица эквивалентной дозы в СИ - зиверт (Зв).
Зиверт равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани стандартного состава на взвешивающий коэффициент wR равно 1Дж/кг. Следовательно,
1Зв=1Гр/ wR.
Разные органы или ткани человека могут облучаться неравномерно, причем они имеют разную чувствительность к облучению (радиочув-ствительность).
Для учета указанных обстоятельств введена эффективная доза ионизирующегоизлучения Е - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы HTt в органе или ткани Т за время t на соответствующий взвешивающий коэффициент wТ для данного органа или ткани:
.
Единицы эффективной дозы совпадают с единицами эквивалентной дозы. Взвешивающий коэффициент wТ равен отношению стохастического (вероятностного) риска смерти rT в результате облучения Т-го органа или ткани к риску смерти 
от равномерного облучения тела при одинаковых эквивалентных дозах:
.
Поглощенная, эквивалентная и эффективная дозы характеризуют меру ожидаемого эффекта облучения для одного индивидуума. Эти величины являются индивидуальными дозами.
Для оценки меры ожидаемого эффекта при облучении больших групп людей, вплоть до целых популяций, используется коллективная эффективнаядоза S - величина, определяющая полное воздействие от всех источников на группу людей. Она представляет собой сумму произведений средней эффективной дозы Еi для i-ой подгруппы большой группы людей на число людей Ni в подгруппе:
.
Единица коллективной эффективной дозы в СИ - человеко-зиверт (чел×Зв), внесистемная единица - человеко-бэр (чел×бэр).