Χρονολογικά οι παρενέργειες εκ της ακτινοβολίας μπορεί να είναι “πρώιμες” και εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της θεραπείας ή το χρονικό διάστημα των πρώτων 6 μηνών μετά τη θεραπεία και “όψιμες” που εμφανίζονται μετά το πέρας τουλάχιστον έτους από το τέλος της ακτινοθεραπείας. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της έντασης των πρωίμων αντιδράσεων και της ακολουθίας ή έντασης των όψιμων αντιδράσεων.
Σαν μοντέλο μελέτης των παρενεργειών έχει πολλές φορές χρησιμεύσει το δέρμα. Η αντίδραση που παρατηρείται κυμαίνεται από την ερυθρότητα μέχρι την τελεαγγειεκτασία που είναι μόνιμη βλάβη διάφορων βαθμών σοβαρότητας.
Η ένταση και η έκταση των παρενεργειών εξαρτάται από την συνολική ημερησία δόση θεραπείας καθώς και από την έκταση του ακτινοβολούμενου οργάνου.
Ο συνδυασμός της ακτινοθεραπείας με τη χειρουργική, τη χημειοθεραπεία ή άλλες μεθόδους επιφέρει αλλαγή και στην ανοχή των υγιών ιστών στην ακτινοβολία.
Η αντίδραση του κάθε οργάνου στην ακτινοβολία επιφέρει διαφορετικά συμπτώματα. Από το πιο ήπιο στο πιο σοβαρό έχουμε για το δέρμα ερύθημα, τελεαγγειεκτασία, νέκρωση. Ο εγκέφαλος παρουσιάζει πονοκέφαλο ή και ζάλη. Ο νωτιαίος μυελός μπορεί να εκφραστεί με αδυναμία, παραπληγία. Η στοματική κοιλότητα παρουσιάζει βλεννογονίτιδα, έλκος, ξηροστομία. Ο πνεύμονας εμφανίζει δύσπνοια, πνευμονίτιδα, ίνωση. Το γαστρεντερολογικό σύστημα εμφανίζει συχνά άλγος, ναυτία, διάρροια μέχρι έλκος και στένωση. Η ουροδόχος κύστη εμφανίζει συνήθως δυσουρία, συχνουρία μέχρι και συρρίκνωση.
