Alpha radiation consists of helium-4 nukleus and is stopped by a sheet of paper. Beta radiation, consisting of electrons, is halted by an aluminium plate. Gamma radiation, consisting of energetic fotons, is eventually absorbed as it penetrates a dense material.

Sinaran pengion dihasilkan oleh penguraian radioaktif, pembelahan nuklear dan pelakuran nuklear, oleh objek amat panas (matahari panas, contohnya., menghasilkan ultraungu), dan oleh pemecut zarah yang mungkin menghasilkan, contoh., elektron pantas atau proton atau bremsstrahlung atau radiasi sinkhrotron.

Agar sinaran dapat mengion, zarah mesti mempunyai tenaga amat tinggi dan berinteraksi dengan atom. Foton kuat berinteraksi dengan zarah bercas, oleh itu proton dengan tenaga cukup tinggi adalah mengion. Tenaga pada mana ini mula berlaku adalah pada kawasan ultraungu; terbakar matahari adalah satu kesan pengionan ini. Zarah bercas seperti elektron, positron, dan zarah alpha turut kuat berinteraksi dengan elektron. Neutron, sebaliknya, tidak kuat berinteraksi dengan elektron, dan dengan itu ia tidak mampu mengion atom secara langsung. Ia mampu berinteraksi dengan nukleus atom, bergantung kepada nukleus dan pecutannya, reaksi ini berlaku dengan neutron pantas dan neutron perlahan, bergantung kepada keadaan. Radiasi neutron seringkali menghasilkan nukleus radioaktif, yang menghasilkan sinaran pengion ketika ia terurai.

Dalam gambar, gamma quanta diwakili oleh garis kerinting; zarah bercas dan neuron oleh garis lurus. Bulatan kecil menunjukkan di mana proses pengionan berlaku.

Dalam gambar disebelah kiri, gamma quanta diwakili oleh garis kerinting; zarah bercas dan neuron oleh garis lurus. Bulatan kecil menunjukkan di mana proses pengionan berlaku.

Kejadian mengion biasanya menghasilkan ion atom positif dan elektron. Partikel tenaga tinggi beta mungkin menghasilkan bremsstrahlung ketika melalui jisim, atau elektron kedua (δ-electrons); keduanya mampu mengion.

Quanta gamma tidak mengion sepanjang laluannya seperti zarah alpha atau beta (lihat radiasi zarah. Ia berinteraksi dengan satu dari tiga kesan: kesan fotoeletrik, kesan Compton, atau penghasilan pasangan. Sebagai contoh, jadual menunjukkan kesan Compton: dua Compton bertabur yang berlaku berturut. Dalam semua kejadian taburan, quantum gamma memindah tenaga kepada elektron, dan ia terus pada laluannya pada arah berlainan dengan tenaga berkurangan.

Dalam rajah tersebut, neutron berlanggar dengan proton bahan tersebut yang kemudiannya menjadi proton sentak pantas yang mengion kemudiannya. Pada penghujung laluannya, neutron ditangkap oleh sesetengah nukleus dalam reaksi (n,γ) yang membawa kepada neutron menawan foton.

Elektron bercas negatif dan ion bercas positif terhasil oleh sinaran pengion mungkin menyebabkan kerosakan pada tisu hidup. Sekiranya dos mencukupi, kesannya dapat dilihat serta merta, dalam bentuk keracunan radiasi. Dos lebih rendah mungkin menyebabkan barah atau masalah jangka panjang lain. Kesan dos amat rendah dialami dalam keadaan biasa (dari sumber semula jadi dan buatan, seperti pancaran kosmik, pancaran-X perubatan dan logi kuasa nuklear) adalah tajuk perdebatan kini. Laporan 2005 dikeluarkan oleh National Research Council (laporan BEIR VII, diringkaskan di ) menunjukkan risiko barah keseluruhan dikaitkan dengan sumber latar radiasi agak rendah.

Bahan radioaktif biasanya membebaskan zarah alpha yang merupakan nukleus helium, zarah beta, yang merupakan electron bergerak pantas atau positron, atau pancaran gamma. Pancaran alpha dan beta boleh disekat oleh sekeping kertas atau kepingan aluminium, dalam turutan. Ia menyebabkan kerosakan teruk apabila ia dibebaskan dalam badan manusia. Pancaran gamma kurang mengion berbanding pancaran alpha atau beta, tetapi perlindungan terhadapnya memerlukan perisai lebih tebal. Ia menghasilkan kerosakan sama seperti disebabkan oleh pancaran-X seperti terbakar, dan barah melalui mutasi. Biologi manusia menentang mutasi germline sama ada dengan membetulkan pertukaran pada DNA atau menyebabkan apoptosis dalam sel mutasi.

Radiasi tidak mengion dipercayai tidak merbahaya di bawah aras yang menyebabkan kepanasan. Sinaran pengion adalah merbahaya pada dedahan lansung, sungguhpun tahap bahaya merupakan tajuk perdebatan. Manusian dan haiwan juga boleh terdedah kepada sinaran pengion dalaman: sekiranya isotop mengion wujud dalam persekitaran, ia mungkin diserap dalam badan. Sebagai contoh, iodin beradioaktif dianggap iodin normal oleh badan dan digunakan oleh thyroid; pengumpulannya di situ sering mendorong kepada barah tiroid. Sesetengah unsur radioaktif juga merupakan pengumpulbio (bioaccumulate).