השפעה ביולוגית מוגדרת כשינוי פיזיולוגי, ביוכימי או התנהגותי המתרחש בייצור החי, ברקמה או בתא. השפעה ביולוגית מתרחשת כאשר ניתן למדוד שינוי במערכת ביולוגית לאחר הפעלה של גירוי כלשהו. העובדה שקיימת השפעה ביולוגית לא מעידה בהכרח על כך שקיימת סכנה ביולוגית או השפעה על הבריאות (כיוון שלא כל שינוי גורם לנזק). בנוסף, השפעה גם אם קיימת, יכולה להיות זמנית והפיכה ולא לגרום נזק ביולוגי. השפעה ביולוגית הופכת לסכנה ביולוגית רק כאשר היא גורמת לפגיעה הניתנת לגילוי בבריאות הפרט או בצאצאיו.
יש לציין כי ההשפעה הביולוגית יכולה להיווצר באופן ישיר (לדוגמא ע"י פגיעה בחומר התורשתי, דנ"א, שעלולה לגרום לאתחול מחלת סרטן) או באופן עקיף (למשל ע"י יצירת מולקולות העלולות לגרום לתגובות שרשת כימיות שייגרמו לנזק בתא).
הקרינה הבלתי מייננת ניתנת לחלוקה לפי תחומי תדר שונים שלכל אחד מהם תכונות פיזיקליות שונות המתבטאות באורך גל, שדה מגנטי ושדה חשמלי שונים. לכל תכונה פיזיקלית כזו עלולה להיות השפעה שונה על הבריאות.
גם עוצמת הקרינה יכולה להשפיע על התוצאה הביולוגית. בנוסף לכך, השפעת הקרינה הבלתי מייננת יכולה להשתנות בהתאם לתכונות שונות של הגוף כגון, המבנה האנטומי, המשקל, אחוז המים, מבנה הרקמות וכו'. לדוגמא השפעת חשיפה של מבוגר יכולה להיות שונה מהשפעתה של אותה חשיפה על ילד.
בדרך כלל, קיימים הבדלים בין השפעתה של חשיפה ממושכת לגורם מסוים לבין השפעתה של חשיפה חד פעמית. כמו כן, ההשפעה של מינון גבוה של חשיפה בד"כ גדולה יותר מזו של מינון נמוך (למשל עישון כבד, של מספר רב של סיגריות, לעומת עישון קל).
ניתן לחלק את ההשפעות הבריאותיות של חשיפה מסוימת להשפעות מידיות (אקוטיות), המתרחשות בסמוך למועד החשיפה ולהשפעות מאוחרות (כרוניות), המתרחשות או נראות רק לאחר זמן ממושך. לדוגמא- בעוד ששפעת מתרחשת בד"כ זמן קצר (מספר ימים) לאחר החשיפה לווירוס השפעת, פיתוח סרטן נחשב להשפעה ארוכת טווח הנראית בד"כ רק שנים לאחר החשיפה לגורם המזיק (כגון עישון סיגריות).
קיימת חוסר וודאות רבה לגבי ההשפעה של חשיפה לקרינה בלתי מייננת על גוף האדם.