Strålingsforgiftning forårsager mutationer i DNA, der påvirker normal cellefunktion, hvilket ofte får dem til at dø. Celler har normalt en række reparationsmekanismer, men hvis skaden er for stor, kan de ikke gøre det. Især celler, der deler sig hurtigt, har ikke tid til at reparere deres DNA inden deling og dør så langt hurtigere end andre celler. Kemoterapi er bygget på dette koncept. Ved selektivt at indføre lægemidler eller stråling, der er målrettet mod hurtigdelende celler, dræbes kræftcellerne, som deler sig hurtigt og ukontrolleret, før de fleste normale celler.

Der er dog nogle celler i kroppen, der deler sig meget hurtigt. Hårceller er en sådan type, og derfor falder hår ofte ud under kemoterapi eller strålingssygdom. En anden stor celletype er dem i tarmen, som konstant deler sig. Derfor ser du ofte mennesker i film, der har været udsat for strålingsopkast. Strålingen retter sig først mod disse celler, derfor er de de første symptomer.