Principal efeito da radiação atômica é criação de grandes quantidades de material radioativo com meias-vidas (períodos em que substâncias são ativamente radioativas) variando de horas a séculos.
Radiação atômica produz grandes quantidades de óxido de nitrogênio (~5000 toneladas por megaton) do nitrogênio e oxigênio atmosféricos que alcançam camada de ozônio, depletando-a significativamente.
Fenômeno que ocorre quando, após múltiplas detonações, enormes quantidades de detritos e partículas dispersam na atmosfera; bloqueiam quantidades significativas de luz solar da superfície, levando a queda enorme de temperaturas por meses e até anos.
Cegueira instantânea (flash blindness) é lesão ocular mais comum por radiação atômica; ocorre quando retina danificada por brilho intenso e flash térmico da explosão.
Radiação atômica danifica humanos em nível cromossômico, desestabilizando química celular do organismo.