Grande parte dos isótopos de plutónio emitem partículas α, de elevada energia, e raios-X e γ, pouco energéticos, durante a respectiva transformação em urânio.  A dose de radiação derivada do plutónio pode ser designada como externa ou interna consoante esta alcance ou não as estruturas mais internas do corpo, sendo  dose total o somatório que resulta destas duas doses de radiação (interna e externa).
                    A extrema contaminação da pele pela radiação α e β produzida pelo plutónio pode acontecer acidentalmente no local de trabalho e induzir diferentes efeitos dérmicos e subdérmicos tal como: eritema, ulceração ou eventualmente necrose dos tecidos. A deposição do plutónio internamente pode, contudo, potenciar vários efeitos ao nível do organismo resultantes da transferência da energia das partículas α para as moléculas vizinhas.

                    Os efeitos adversos induzidos pela radiação estão relacionados com a extensão do dano molecular resultante quer da ionização direta dos átomos quer da interação de radicais livres (como produto da radiação) com as moléculas que lhe estão próximas. O dano tecidular ocorre quando o dano molecular é suficientemente extenso não conseguindo ser reparado em tempo útil. 

                    O plutónio acumula-se, por longos períodos de tempo, em vários órgãos e tecidos como: pulmões, ossos e fígado. ​