Постоји неколико начина да се дефинише доза јонизујућег зрачења, од којих је сваки прикладан за различите сврхе.
Апсорбована доза
Апсорбована доза највише личи на фармаколошку дозу. Док је фармаколошка доза количина супстанце која се даје субјекту по јединици тежине или површини, радиолошка апсорбована доза је количина енергије која се преноси јонизујућим зрачењем по јединици масе. Апсорбована доза се мери у Грејима (1 Греј = 1 џул/кг).
Када су појединци изложени хомогено – на пример, спољашњим зрачењем космичким и земаљским зрацима или унутрашњим зрачењем калијум-40 присутним у телу – сви органи и ткива добијају исту дозу. Под овим околностима, умесно је говорити о цело тело доза. Међутим, могуће је да излагање буде нехомогено, у ком случају ће неки органи и ткива добити знатно веће дозе од других. У овом случају, релевантније је размишљати у смислу доза органа. На пример, удисање радонских кћери доводи до излагања у суштини само плућа, а уградња радиоактивног јода доводи до зрачења штитне жлезде. У овим случајевима можемо говорити о дози за плућа и дозу штитасте жлезде.
Међутим, развијене су и друге јединице дозе које узимају у обзир разлике у ефектима различитих врста зрачења и различиту осетљивост ткива и органа на зрачење.
Еквивалентна доза
Развој биолошких ефеката (нпр. инхибиција раста ћелија, смрт ћелије, азооспермија) зависи не само од апсорбоване дозе, већ и од специфичне врсте зрачења. Алфа зрачење има већи јонизујући потенцијал од бета или гама зрачења. Еквивалентна доза узима ову разлику у обзир применом тежинских фактора специфичних за зрачење. Тежински фактор за гама и бета зрачење (низак јонизујући потенцијал) је једнак 1, док је за алфа честице (висок јонизујући потенцијал) 20 (ИЦРП 60). Еквивалентна доза се мери у Сивертима (Св).
Ефективна доза
У случајевима који укључују нехомогено зрачење (нпр. изложеност различитих органа различитим радионуклидима), може бити корисно израчунати глобалну дозу која интегрише дозе које примају сви органи и ткива. Ово захтева узимање у обзир осетљивости на зрачење сваког ткива и органа, израчунате на основу резултата епидемиолошких студија рака изазваних зрачењем. Ефективна доза се мери у Сивертовима (Св) (ИЦРП 1991). Ефективна доза је развијена у сврху заштите од зрачења (тј. управљања ризиком) и стога је неприкладна за употребу у епидемиолошким студијама ефеката јонизујућег зрачења.
Колективна доза
Колективна доза одражава изложеност групе или популације, а не појединца, и корисна је за процену последица излагања јонизујућем зрачењу на нивоу популације или групе. Израчунава се сабирањем појединачних примљених доза, или множењем просечне појединачне дозе са бројем изложених појединаца у групама или популацијама о којима је реч. Колективна доза се мери у човек-сивертима (човека Св.).