Radyobiyoloji, iyonlaştırıcı radyasyonun organizmalar üzerindeki etkilerini inceleyen bilim dalıdır. Bu etkiler, hücresel, moleküler ve doku düzeylerinde araştırılabilir. İyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkilerine dair araştırmalar, Wilhelm Conrad Roentgenin 1895 yılında X-ışınlarını keşfetmesinden kısa bir süre sonra başlamıştır.

X-ışınlarının hücrelere özgün bir şekilde nüfuz edebildiği ve rastgele enerji depolayabildiği hızla anlaşılmıştır. Erken dönem araştırmaların çoğu elektromanyetik radyasyon (gama ışınları ve X-ışınları) üzerine odaklanmış olsa da, son yıllarda parçacık radyasyonu (protonlar, nötronlar, elektronlar ve alfa parçacıkları) da yoğun bir şekilde incelenmektedir.