تعتمد آثار التعرض للأشعة الكونية على الجرعة والمدة التي تعرض لها الكائن الحي، فالتأثيرات قد تكون إيجابية أو سلبية أو حتى مضادة.
من الآثار الإيجابية المحتملة للأشعة الكونية على الكائن الحي الوحيد الخلية هي تفعيل أيونات الكالسيوم داخل الخلية مما يؤدي إلى تحفيز النمو والتطور.
أما التأثيرات السلبية المحتملة للأشعة الكونية فقد تؤدي إلى تلف الحمض النووي وبالتالي تسبب السرطان أو التحول الخلوي المرضي. كما أن التعرض للأشعة الكونية لفترة طويلة قد يؤدي إلى تراجع وظائف الجهاز المناعي وبالتالي زيادة تعرض الكائن للأمراض.
ومن الآثار المضادة المحتملة للأشعة الكونية على الكائن الحي وحيد الخلية هي تفعيل بعض البروتينات ومكافحة التأكسد، مما يساعد الكائن الحي على البقاء والنمو في بيئة قاسية وعدم وجود مواد غذائية كافية.