Dependendo dos tipos de exposição, os efeitos negativos dos raios gama variam de erupções cutâneas a câncer. Altas doses de raios gama podem causar a morte.
Os raios gama são as formas mais poderosas de radiação porque podem penetrar na pele, madeira, papel e outras matérias. Eles podem causar danos graves aos órgãos se ingeridos, inalados ou absorvidos. A exposição moderada aos raios gama pode resultar em algo pequeno, como uma erupção cutânea, mas são as altas doses de exposição que representam o maior risco para a saúde. Baixas doses de exposição aos raios gama ainda são perigosas, incluindo aumento do câncer, diminuição da fertilidade ou catarata. De fontes fortes à exposição de longo prazo, os raios gama podem causar envenenamento por radiação, o que pode resultar em câncer. Doses pesadas de exposição aos raios gama podem resultar em morte em apenas alguns dias a alguns meses. A síndrome de radiação aguda (ARS) resulta da exposição de longo prazo aos raios gama e os primeiros sintomas incluem diarreia, náuseas e vômitos. Os sintomas de longo prazo da ARS incluem infecção, sangramento, perda de peso e depleção da medula. A sobrevivência da ARS depende do nível de exposição à radiação e a recuperação é um processo longo, levando anos em alguns casos. Os embriões são os mais sensíveis à exposição aos raios gama, e as crianças tendem a ser mais sensíveis à exposição do que os adultos.