Radiasi pengion adalah radiasi yang membawa energi yang cukup untuk melepaskan elektron dari atom atau molekul, sehingga mengionisasi atom atau molekul tersebut. Radiasi pengion terdiri dari partikel subatomik, ion atau atom yang energetik yang bergerak dengan kecepatan tinggi (biasanya lebih besar dari 1% dari laju cahaya), dan gelombang elektromagnetik pada ujung energi tinggi dari spektrum elektromagnetik.

Sinar gama, sinar X, dan sinar ultraviolet yang berenergi tinggi dari spektrum elektromagnetik bersifat pengion, sedangkan bagian sinar ultraviolet yang berenergi lebih rendah dan semua spektrum di bawah UV, termasuk cahaya kasatmata (termasuk hampir semua jenis sinar laser), inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio dianggap sebagai radiasi non-pengion. Batas antara radiasi elektromagnetik pengion dan non-pengion yang terjadi pada ultraviolet tidak ditentukan secara tajam, karena molekul dan atom yang berbeda terionisasi pada tingkat energi yang berbeda. Definisi konvensional menempatkan batas ini pada energi foton antara 10 eV dan 33 eV dalam ultraviolet.

Partikel subatomik pengion dari radioaktivitas mencakup partikel alfa, partikel beta, dan neutron. Hampir semua produk peluruhan radioaktif dapat mengionisasi karena energi peluruhan radioaktif biasanya jauh lebih tinggi dari yang dibutuhkan untuk ionisasi. Partikel pengion subatomik lain yang muncul secara alami adalah muon, meson, positron, dan partikel lain yang membentuk sinar kosmik sekunder yang dihasilkan setelah sinar kosmik primer berinteraksi dengan atmosfer bumi.[1][2] Sinar kosmik dihasilkan oleh bintang-bintang dan peristiwa langit tertentu seperti ledakan supernova. Sinar kosmik juga dapat menghasilkan radioisotop di Bumi (misalnya, karbon-14), yang pada gilirannya meluruh dan menghasilkan radiasi pengion. Sinar kosmik dan peluruhan isotop radioaktif adalah sumber utama radiasi pengion alami di Bumi yang disebut sebagai radiasi latar belakang. Radiasi pengion juga dapat dihasilkan secara buatan dengan tabung sinar X, akselerator partikel, dan berbagai metode yang menghasilkan radioisotop secara buatan.