生物機體對不同射線的響應因射線類型及其電離能力的不同而異。射線主要分為帶電粒子（如α、β粒子，質子和重離子）和不帶電粒子（X、γ射線及中子）。帶電粒子如中子、α和β粒子，因其電離能力強，產生的生物效應遠超同物理當量的X或γ光子。α粒子因其短射程和高能量消耗，造成的小范圍損傷相對較小。放射生物學通過"線性能量傳遞(LET)"和"相對生物效應(RBE)"概念來量化射線的特性。LET描述射線與介質相互作用時的能量消耗，單位為每微米單位密度物質的千電子伏。低LET射線（如X線、γ線和電子線）LET值小于10keV/μm，而高LET射線（如中子、負Π介子和重離子）LET值大于100keV/μm，質子因其布拉格峰特性，雖低LET但歸類為高LET射線。RBE則是比較不同LET射線在相同信桐劑量下猜大對生物效應的差異，通常以X射線為參照。低LET射線如X射線的RBE值接近1，而高LET射線如中子和質子的RBE值顯著高于1。氧增比（OER）反映了細胞含氧對輻射敏感性的變化，低LET射線的OER較高，而高LET射線OER較低，表明它們對氧滑兆坦的依賴性不同。在放射治療中，RBE是決定照射劑量的關鍵因素，低LET射線如醫用電子直線加速器使用廣泛，而高LET射線如質子和碳離子則需要更復雜的設備。然而，RBE并非固定值，它隨損傷水平和照射參數而變化，對放射治療計劃有重要影響，如質子治療時需考慮RBE調整劑量。