电离辐射与物质的相互作用实质上是一种能量的传递过程，其结果是电离辐射的能量被物质吸收，使受照物质发生各种变化，其中有物理的和化学的变化。当生物体受照时还会发生生物学的变化。

辐射计量学的研究包括：电离辐射能量在物质中转移、吸收的规律；受照物质内的剂量分布及其与辐射场的关系；辐射剂量与效应之间的关系以及辐射剂量的测量、计算方法等。

照射量是描述X射线辐射场的量。X线光子不带电，其所引起的电离来自X线光子与物质的相互作用时产生的次级电子。

照射量的定义是，X线光子在单位质量（dm）空气中释放出的所有正负电子被阻止在空气中时，所产生的同一种符号的离子的总电荷量（dQ）的绝对值（X），即：

照射量是从电离本领的角度来说明X线在空气中的辐射场性质的，是X线在空气中产生电离能力大小的量度。

照射量的SI单位为C·kg ^-1（库仑每千克），原有单位为R（伦琴）。

照射量率是单位时间内照射量的增量，即时间间隔dt内照射量的增量（dX）除以间隔时间（dt）的商。SI单位为C·kg ^-1·s ^-1（库仑每千克秒）。专用单位为R·s ^-1（伦琴每秒）。

吸收剂量是辐射防护中最基本的剂量学概念。其定义为授予单位质量物质（dm）（或被单位质量物质吸收）的任何电离辐射的平均能量（dE），称为吸收剂量。即：

按上述定义，吸收剂量就是电离辐射给予单位质量物质的平均授予能，通常指一个组织或器官的平均剂量。

吸收剂量的SI单位为J·kg ^-1（焦耳每千克），专用单位为戈瑞（Gy），即

SI单位与原有单位拉德（rad）换算如下：

吸收剂量是剂量学中和辐射防护领域内一个非常重要的量。它适用于任何类型的电离辐射、任何被辐射照射的物质，适用与内、外照射。

吸收剂量率表示单位时间内吸收剂量的增量。为时间间隔（dt）内吸收剂量的增量（dD）除以该间隔时间所得之商，即

其SI单位为J·kg ^-1·s ^-1（焦耳每千克秒）。

吸收剂量是一个物理量，它考虑了辐射场和物质相互作用的各个方面，然而不考虑物质的原子结构和相互作用的随机性质。吸收剂量是在一个体积中随机分布的沉积能量的平均值。

人体组织吸收剂量的测量，一般多不是直接测量能量的吸收，而是首先测量到体表或某一位置的入射剂量，再乘以各种修正因数得出组织的吸收剂量。

吸收剂量与照射量是两个概念完全不同的辐射量，在相同条件下又存在一定的关系。1R=2.58×10-4C·kg-1，1R的照射是能使每千克标准空气吸收射线的能量，为D空气=8.7×10 ^-3（Gy）。对于X线在空气中最容易测得的是照射量（X），则空气吸收剂量应是8.7×10 ^-3·X（Gy）。

不带电的间接电离辐射与物质相互作用时，其能量辐射分为两个阶段，第一阶段是不带电粒子（X线光子）与物质相互作用，把能量转移给释放出的次级带电粒子；第二阶段是所产生的次级带电粒子通过电离、激发把不带电粒子（X线光子）那里得到的能量转移给物质。第一阶段的结果用比释动能表示，第二阶段的结果用吸收剂量表示。

比释动能的原意是在物质中释放出的动能。间接电离粒子与物质相互作用时，在单位质量（dm）的物质中，由不带电的间接辐射粒子释放出来的全部带电粒子的初始动能之和（dE _tr），其定义为比释动能（K）是dE _tr除以dm之商，即

其SI单位为Gy（戈瑞），曾用单位为rad（拉德），与吸收剂量单位相同。

比释动能的概念常用来计算辐射场量，推断生物组织中某点的吸收剂量，描述辐射场的输出额等。国际放射防护委员会（ICRP）规定X线机输出额的表示，采用光子在空气中的比释动能率Gy·mA ^-1·min ^-1（戈瑞·毫安 ^-1·分 ^-1）。

比释动能率：时间间隔（dt）内的比释动能的增量（dk）称为比释动能率（K）。

SI单位为Gy·s ^-1（戈瑞每秒），专用单位同吸收剂量率。

物质中比释动能的大小反映着不带电的致电离粒子交给带电致电离粒子能量的多少。比释动能适用于任何物质，由于它是与一无限小体积相关联的辐射量。因此，受照射物质的每一点上都有其特定的比释动能值。所以，给出比释动能时，必须同时给出该值相关的物质和所在位置。

吸收剂量可以用来说明各种介质的物质受到辐射照射时吸收能量的多少。但是，它还不能反映所导致的生物效应的不同。而在辐射防护中最关心的是受照后的生物效应。因此，需要对吸收剂量进行修正，从而产生了当量剂量（equivalent dose，H _T，R）的概念。

在ICRP　1990年出版物中将吸收剂量H _T，R定义为：

式中D _T，R是辐射R在组织或器官T内产生的平均吸收剂量；W _R为辐射R的辐射权重因子，无量纲。

当量剂量用来描述人体受辐射照射时的危害程度，可以反映不同种类、不同能量以及不同照射条件所导致的生物效应的差异。

当量剂量的SI单位是J·kg ^-1，称为希沃特（Sievert，Sv），以前曾用过雷姆（rem）作为当量剂量的单位。

当量剂量率为单位时间内组织或器官T所接受的当量剂量。当量剂量率的SI单位是Sv/s（希沃特/秒）。

有效剂量（effective dose，E）的定义是人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权重因子后的和。

有效剂量的SI单位为焦耳每千克（J·kg ^-1），专门名称为希沃特（Sievert，Sv）。

应强调的是，有效剂量是应用于辐射防护管理的一个基本概念，可以用来对不同照射情况进行定量的比较。但是，不能用来对辐射照射所导致的生物效应或辐射危险度进行直接评价。

在辐射防护量中，最基本的是有效剂量和吸收剂量。有效剂量是用于定量描述各种辐射对人体产生的随机效应的唯一的量。有效剂量的计算都是基于人体和其组织、器官的参考值，而不是具体个人的数据。有效剂量数值不是针对具体人的剂量，而是参考人的。所谓参考人广义上讲包括辐射从业人员也包括公众人员。权重因子的选取也是对工作人员和居民以及男女的平均值。所有参考值和权重因子是基于测量、流行病和实验数据基础上确定的。