รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาครังสีใด ๆ ที่มีพลังงานสูงเพียงพอจนสามารถทำให้อะตอมหรือโมเลกุลในตัวกลางที่รังสีผ่านไป เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ทั้งโดยทางตรงหรือโดยทางอ้อม ได้แก่ รังสีที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ (รังสีคอสมิก) รังสีจากวัสดุกัมมันตรังสี และจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานสูง (เครื่องเอกซเรย์ หรือ เครื่องเร่งอนุภาค) เป็นต้น

รังสีชนิดก่อไอออนที่สำคัญคือ รังสีแอลฟา รังสีบีตา รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ อนุภาคนิวตรอน อิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูง โปรตอนที่มีความเร็วสูง รังสีเหล่านี้ อาจทำให้เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอาจทำความเสียหายแก่ดีเอ็นเอ อันเป็นสาเหตุของการกลายพันธุ์

รังสีอัลตราไวโอเลตและแสงที่ตามองเห็น เป็นรังสีชนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีพลังงานต่ำกว่ารังสีที่กล่าวข้างต้น สามารถทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้เพียงบางชนิด เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตมีผลทำให้เซลล์ผิวหนังเกิดอาการไหม้เกรียมได้ และแสงมีผลต่อสารประกอบ ที่ใช้เคลือบบนฟิล์มถ่ายรูป หรือต่อโมเลกุลบางชนิดในพืช ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ได้ สำหรับคลื่นไมโครเวฟและคลื่นวิทยุนั้นไม่ใช่รังสีชนิดก่อไอออน

เนื่องจากรังสีชนิดก่อไอออนมีมากมายหลายชนิดทั้งที่เป็นอนุภาคที่มีประจุบวก ประจุลบ หรือไม่มีประจุเลย หรืออีกหลายชนิดที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีระดับพลังงานที่แตกต่างกัน ดังนั้นอันตรกิริยาของรังสีชนิดก่อไอออนต่อสสารจึงมีหลายแบบ ได้แก่ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric effect) ปรากฏการณ์คอมป์ตัน (Compton effect) แพร์โพรดักชัน (pair production) เบรมส์ชตราลุง (bremsstrahlung) และการจับยึดนิวตรอน (neutron capture) เป็นต้น