Onbehandelbare ziekte, optredend bij zeer zware blootstelling (boven ca. 0,5 Gray) aan (externe) ioniserende straling, bijvoorbeeld bij nucleaire rampen.
Ioniserende straling beschadigt het DNA van cellen, waardoor de celdeling verstoord raakt of stopt.
Hoge stralingsdoses veroorzaken hoofdpijn, misselijkheid en braken, diarree, eventueel coma en de dood.
Het bekendste slachtoffer van stralingsziekte was voormalig Russisch veiligheidsdienstmedewerker Aleksandr Litvinenko, in 2006 doelbewust vergiftigd met polonium 210.