A differenza dagli "effetti deterministici" (o "non stocastici"), che hanno un livello soglia per cui non si ha alcun effetto e la cui gravità dipende dall'entità dell'esposizione, gli effetti probabilistici avvengono casualmente, spesso senza un livello soglia. L'entità dell'esposizione è collegata alla maggiore o minore probabilità che tali effetti si dimostrino, non alla loro gravità.