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 репаративні процесами, але по мірі 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 із вибірковим розподілом або при зовнішньому впливі іонізуючих випромінювань, є ранній розвиток порушень діяльності так званих критичних органів внаслідок їх особливої радіочутливості або переважного накопичення в них радіоізотопу. 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 слабко. На всьому протязі захворювання переважають місцеві зміни.
При дослідженні трупів осіб, які загинули від дії променистої енергії, медичний персонал зобов'язаний дотримуватися спеціальні заходи безпеки. Обов'язковий дозиметричний контроль, який є не тільки мірою обережності, але іноді і важливим діагностичним прийомом виявлення інкорпорованих радіоактивних речовин.