Różne rodzaje komórek i tkanek organizmu mają różny stopień wrażliwości na działanie promieniowania jonizującego. Najłatwiejsze do stwierdzenia są zmiany morfologiczne w komórkach i tkankach.
Według zasady Bergonie i Tribondeau, promienioczułość tkanki jest proporcjonalna do aktywności proliferacyjnej i odwrotnie proporcjonalna do stopnia jej zróżnicowania. Oznacza to, że im tkanka ma doskonalszą strukturę i jest bardziej zróżnicowana, tym jest odporniejsza na działanie promieniowania. Tkanki proste, szybko rosnące, reagują na promieniowanie bardziej intensywnie. Taka jest reguła,jeśli chodzi o odpowiedź morfologiczną tkanek. Reguła ta jednak zawodzi, jeśli brać pod uwagę zmiany czynnościowe. I tak, tkanka nerwowa reaguje na promieniowanie słabymi zmianami morfologicznymi, ale zmiany czynnościowe są tak znaczne, że należy uznać ją za wysoce promienioczułą.
Do najbardziej promienioczułych tkanek należą: tkanka lipifatyczna (wraz z dojrzałymi limfocytami), tkanka krwiotwórcza oraz komórki rozrodcze. Wysoką promienioczułością odznaczają się komórki warstwy rozrodczej skóry, błona śluzowa jelit, soczewka oka (szczególnie wrażliwa na promieniowanie neutronowe), komórki chrzęstne i komórki kościotwórcze (osteoblasty) oraz śród- błonki naczyń. Stosunkowo najmniej promienioczułe są komórki nabłonka gruczołowego oraz tkanki: wątroby, nerek, pęcherzyków płucnych i mięśniowa.
Z praktycznego punktu widzenia szczególnie ważne są zmiany występujące w takich narządach, jak skóra, układ krwiotwórczy i chłonny, krew obwodowa, narządy rozrodcze, soczewka oka i błona śluzowa jelit. Wymienione narządy i tkanki nazywane są krytyczny-mi, ponieważ odznaczają się wysoką promienioczułością i mają duże znaczenie dla organizmu jako całości. Narządami krytycznymi nazywa się również te narządy, które w danej chwili są szczególnie narażone na działanie promieniowania, a więc skórę narażoną na napromienienie z zewnątrz oraz różne tkanki wybiorczo wychwytujące wprowadzoną do wnętrza ciała substancję promieniotwórczą, np. kości i szpik przy wewnętrznym skażeniu strontem promieniotwórczym lub radem, tarczyca przy podaniu jodu promieniotwórczego.