Лучевая болезнь приводит к повреждению и разрушению различных тканей организма, включая кроветворные органы (костный мозг), желудочно-кишечный тракт, кожу, легкие, сердце, печень, почки и другие органы. Лучевое облучение вызывает нарушение клеточного деления и приводит к некрозу тканей. Какие конкретно ткани будут повреждены зависит от дозы и продолжительности облучения, а также от индивидуальных особенностей организма.