Хронічна променева хвороба виникає в результаті тривалого впливу малих доз іонізуючих випромінювань і відрізняється поступовим розвитком і тривалим хвилеподібним перебігом, що відображає поєднання повільно наростаючих ефектів пошкодження з ознаками відновних процесів. Порівняно невеликі пошкодження, викликані іонізацією, тривалий час нівелюються репаративними процесами, але в міру кумуляції альтернативні процеси починають переважати над регенерацією.
Результатом хронічної променевої хвороби, що розвивається при рівномірному опроміненні організму, є різке пригнічення гемопоезу, геморагічний діатез, зниження резистентності судинних стінок, крововиливи в органи і тканини, інфекційні ускладнення та ін.
Однією з основних патогенетичних особливостей хронічної променевої хвороби, що виникає при дії радіоактивних речовин з виборчим розподілом або при зовнішньому впливі іонізуючих випромінювань, є ранній розвиток порушень діяльності так званих критичних органів внаслідок їх особливої радиочувствительности або переважного накопичення в них радіоізотопа. Наприклад, при попаданні в організм радіоактивного йоду критичним органом буде щитовидна залоза, при зовнішньому опроміненні одним з критичних органів є кістковий мозок.
Клінічні прояви окремих періодів перебігу хвороби при хронічної променевої хвороби виражені слабо. На всьому протязі захворювання переважають місцеві зміни.
При дослідженні трупів осіб, які загинули від дії променевої енергії, медичний персонал зобов'язаний дотримуватися спеціальні заходи безпеки. Обов'язковий дозиметричний контроль, що є не тільки запобіжним засобом, але іноді і важливим діагностичним прийомом виявлення інкорпорованих радіоактивних речовин.