قد تسبب التعرض للتلوث الإشعاعي آثارًا طويلة المدى، وهذه الآثار قد تشمل:
1- الإصابة بأمراض السرطان.
2- الجهد الخلوي والضرر الجيني، الذي يمكن أن يؤدي إلى تشوهات في الجينات وخلايا الجسم.
3- الإصابة بمشاكل في الجهاز المناعي، مما يزيد من الخطر على الإصابة بالأمراض والعدوى.
4- الإصابة بمشاكل في الجهاز الهضمي، القلب والأوعية الدموية.
5- تلف الأعضاء في الجسم، مما يؤدي إلى ضعف عملها وتقليل كفاءتها.
6- الإصابة بنقص في الذاكرة والقدرة التفكيرية.
7- الإصابة بالصدمة والاكتئاب وغيرها من الآثار النفسية.
وتعتمد درجة تأثير هذه الآثار على كمية الإشعاع التي تعرض لها الفرد، ومدتها، ونوعها، وكذلك عمر الفرد وحالته الصحية العامة.