电离辐射对肿瘤和周边正常组织细胞的损伤效应及其受到微环境和体内外各种修饰因子的调节作用，是放射生物学的基础，其过程包括电离辐射在生物组织的能量沉积、生物物理反应、化学键断裂和生物大分子损伤以及一系列细胞学反应及其结局的分子调控。细胞是生命体的最小独立功能单元，细胞核DNA是电离辐射的靶分子，DNA损伤反应是电离辐射细胞效应的关键基础。此外，细胞质中的一些细胞器如线粒体、溶酶体、高尔基体等结构和功能变化，在放射细胞效应调节中也发挥了重要的作用。
