輻射敏感性是指生物體、組織、細胞、細胞內含物或生物分子在一定劑量的射線影響下，在形態上和機能上發生相應變化的大小。生物系統輻射敏感性與DNA的含量有一定關係。生物進化程度愈高，有機體組織結構愈複雜，其輻射敏感性愈高。 生物體不同組織、器官、細胞，以及不同生育階段和生理狀態的輻射敏感性均有明顯差異。多細胞生物發生初期（例如胎兒的所有器官）和細胞分裂旺盛的器官（例如生殖細胞、造血組織、腸上皮、免疫系統、癌細胞）輻射敏感性高，而像成人的神經和大腦的大部分、肌肉、肝臟、成熟的血球（淋巴球例外）等細胞分裂緩慢的組織則顯示抗輻射性。一般而言，分裂期細胞的敏感性最高。但隨生物種類及遺傳特性的不同，其敏感程度有很大的差異。以哺乳類的培養細胞而言，在G1期結束到S期開始這段時間，無論對X射線還是對紫外線都很敏感，而在G2期時只對X射線呈高的敏感性，對紫外線卻表現為抗輻射性。 植物不同科屬種間輻射敏感性差異明顯，不同科的植物輻射敏感性相差可達30倍，同一科不同種間的敏感性也可達20倍，同一種植物不同型別或品種間也存在敏感型和遲鈍型之分。同一植物不同組織、器官和細胞的輻射敏感性不同。具有旺盛分裂能力的分生組織如根尖、生長點和性細胞等最具敏感性，其次是已經長成的莖葉組織，而處於休眠狀態的種子則較耐輻射。