Ionisierende Strahlung besitzt so viel Energie, dass Elektronen aus Atomen entfernt und dadurch chemische Verbindungen zerstört werden.
Dies kann sowohl zu Zellschädigungen und Strahlenschäden als auch zu Materialveränderungen führen.
Ionisierende Strahlung wird meistens technisch erzeugt oder tritt beim spontanen Zerfall instabiler Atomkerne auf (Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung).
Die Eigenschaft des spontanen Zerfalls wird radioaktiv genannt.

Jeder Mensch ist von Natur aus ionisierender Strahlung ausgesetzt (kosmische und terrestrische Strahlung). Außerdem werden natürliche radioaktive Stoffe über die Nahrung aufgenommen.
Erhöht wird diese natürliche Exposition z.B. durch den Aufenthalt in geschlossenen Räumen (Inhalation von Radon) oder durch Flugreisen.
Hinzu kommt die zivilisatorische Exposition, hauptsächlich durch medizinische Anwendungen wie der Röntgendiagnostik oder der Nuklearmedizin.
Ionisierende Strahlung wird dabei zur Erkennung von Krankheiten (Diagnostik) und der Behandlung von Krankheiten (Therapie) genutzt.
Darüber hinaus existieren sehr vielfältige technische Anwendungen, die sich die Eigenschaften von ionisierender Strahlung zu Nutze machen (z. B. Materialkontrolle oder Schweißnahtprüfungen).

Das Strahlenschutzgesetz und die Strahlenschutzverordnung regeln den Schutz von Patienten und Beschäftigten in Medizin, Forschung und Industrie vor den schädlichen Wirkungen dieser Strahlung.