Завдяки надзвичайно високій проникаючій здатності, гамма–промені легко проникають у живі клітини, викликаючи їх ушкодження. При взаємодії з клітинами організму відбувається різке збудження атомів, їх іонізація, внаслідок чого починає змінюватися структура молекул, виникають різні патології та захворювання.

Гамма-випромінювання для людини вважається самим небезпечним. Альфа-випромінювання, хоча і має малу проникаючу здатність, небезпечно у разі попадання альфа-часток безпосередньо в організм людини (у легені або травну систему).

Гамма–промені, на відміну від α-променів і β-променів, не містять заряджених частинок і тому не відхиляються електричними та магнітними полями і характеризуються більшою проникною здатністю при рівних енергіях та інших рівних умовах.