A exposição ao césio-137 provém principalmente de resíduos de testes nucleares atmosféricos (décadas de 1950-60), dispersos globalmente. Também está presente em altas concentrações na região de Chernobyl (Ucrânia), após o desastre de 1986.
Ocorre principalmente via solo e água, diminuindo anualmente por decaimento radioativo. Detectado em água potável, mas o risco para o público em geral é considerado mínimo pela EPA. No entanto, exposição aguda é possível em indústrias de sucata metálica, aterros sanitários, laboratórios médicos e acidentes em usinas nucleares.
Elementos radioativos contaminam células via radiação gama (ambiental) ou inalação/ingestão. Afetam cromossomos, mas o dano principal é a interferência na biologia celular e quebra de moléculas, criando radicais livres. A medula óssea e gânglios linfáticos são os tecidos mais vulneráveis.
Danos celulares e radicais livres levam a cânceres nas áreas de concentração do isótopo. Em Chernobyl, além de 2.000 casos de câncer de tireoide por iodo radioativo, estimou-se que o césio-137 teria impacto nove vezes maior nas mortes por câncer a longo prazo.