辐射对人体健康的长期影响最严重的方面是它会引发癌症。一般而言，一个正常的细胞一旦到了其寿命，它会“自杀”，从而死亡，给新生的细胞让路。而当细胞丧失了这种“自杀”功能时，癌症便发生了。这种细胞变得“永生不老”，持续进行细胞分裂增殖，失去控制。
不过人体拥有各种机制，阻止正常细胞癌变的发生，并且也有一套完善的新旧细胞替换机制。
但辐射影响将彻底打破这种人体自身的控制体系，使癌症的发生几率大大上升。
前面提到的细胞对损伤的自动修复功能同样有可能导致癌变。在修复过程中一旦犯错，很有可能导致原始基因的更改。这是很危险的，因为这不但有可能导致癌症的发生，并且由于更改的是基因物质，有可能会遗传给下一代，导致新生儿畸形或严重的先天性疾病，如大脑畸形，四肢畸形，生长缓慢以及严重的学习困难等。