I primi sono caratterizzati dalla presenza di un valore di soglia, oltre il quale le conseguenze che derivano dalle radiazioni aumentano generalmente in modo proporzionale all'entità e durata della radiazione (a parità degli altri parametri e alla durata dell'esposizione (a parità degli altri parametri che caratterizzano il campo elettromagnetico). Questo tipo di indagine si può condurre su cellule e animali, ma raramente su volontari umani per ovvie ragioni di etica). Al di sotto del valore di soglia entrano in gioco gli effetti stocastici, che sono in generale molto più difficili da determinare a causa della complicazione di dover fare uso di una statistica in cui compare quasi sempre un gran numero di variabili dalle origini più disparate. L'aspetto importante è che in questo caso l'incidenza del danno non è proporzionale all'entità della radiazione nel tempo (visto che è sotto il valore di soglia) ma essendo di natura probabilistica o compare o non compare. Tipico esempio è quello di cancro e tumori.