En el campo de la medicina, las radiaciones ionizantes se usan tanto para el diagnóstico, ya que permiten obtener imágenes del interior de las personas, como para el tratamiento de algunas enfermedades, debido a la capacidad que tiene la radiación, a dosis altas, de destruir células tumorales.


Son varias las especialidades que utilizan radiaciones ionizantes. En Radiodiagnóstico se utilizan para obtener imágenes con el objetivo de diagnosticar enfermedades o alteraciones de los órganos y tejidos del cuerpo; la Medicina Nuclear utiliza la radiación introduciendo en el organismo una sustancia radiactiva para ayudar a diagnosticar enfermedades, y también para tratarlas, mientras que la Oncología Radioterápica utiliza diferentes formas de radiación para tratar distintos tipos de cáncer.


En Radiodiagnóstico, se utilizan los rayos X procedentes de una fuente externa para obtener las imágenes del interior del cuerpo. Estas imágenes son las radiografías. La imagen que se ve en una radiografía la forman diferentes tonalidades que van del blanco al negro. Por ejemplo, los huesos y los metales presentan un color blanco, el aire es negro y los tejidos blandos, como los músculos o la grasa, son de color gris.


A partir de las radiografías se han ido desarrollando nuevas técnicas y aplicaciones como las mamografías, el examen dental, la densitometría o la tomografía computarizada (TC), técnicas cada vez más avanzadas.


La Medicina Nuclear no utiliza fuentes externas de radiación ionizante, como las técnicas anteriores, sino que emplea sustancias radiactivas generalmente unidas a un fármaco, los llamados radiofármacos. Estas sustancias o radiofármacos se introducen en el organismo mediante una inyección, lo más frecuente en una vena del brazo, por vía oral o inhalada en forma de gas. El radiofármaco se distribuye selectivamente por diversos órganos lo que permite realizar el seguimiento de la actividad de ese órgano mediante imágenes. Las imágenes de Medicina Nuclear se obtienen en una gammacámara, y se pueden utilizar combinadas con las obtenidas por tomografía computarizada (TC) dando imágenes mucho más completas. Distintos tipos de radiofármacos se utilizan también para el tratamiento de enfermedades como el cáncer de tiroides, tumores hepáticos, lesiones derivadas del cáncer de próstata o enfermedades benignas como el hipertiroidismo.


La otra gran aplicación de las radiaciones ionizantes en medicina es para el tratamiento de algunas enfermedades, especialmente tumores, y se basa en su capacidad para destruir células. Estos tratamientos pueden tener efectos curativos pero también pueden utilizarse de forma complementaria, aplicada tras cirugía o quimioterapia, para controlar localmente la enfermedad o de forma paliativa o sintomática, para la mejoría o desaparición de algunos síntomas como el dolor.