Jak uvádíme v kapitole o „Mechanizmu radiačního působení", nejdůležitějším typem poškození vyskytujícím se po ozáření je dvouvláknový zlom DNA. Bylo též uvedeno, že se dvojné zlomy obvykle opraví, avšak že tato oprava není vždy úspěšná v tom smyslu, že někdy vede ke strukturním změnám chromozomů. Některé z nich byly pozorovány mikroskopicky a využity pro biodozimetrii. V současné době mají následující dvě z těchto změn praktický význam:

1) chromozomové aberace se symetrickou výměnou materiálu mezi dvěma poškozenými chromozomy zvané translokace;

2) chromozomové aberace s asymetrickou výměnou vedoucí k tak zvaným dicentrickým chromozomům (chromozomy se dvěma centromerami) plus acentrickým fragmentům.

Lymfocyty periferní krve jsou ideálním buněčným systémem pro pozorování takových aberací za účelem kvantitativního vyjádření jejich počtů ve vztahu k absorbované dávce záření. Za prvé cirkulují všude v lidském těle, což znamená, že není nutná žádná přesná lokalizace expozice, protože jakýkoliv vzorek odebrané krve může podle očekávání obsahovat buňky, které prošly radiačním polem. Za druhé jsou téměř výlučně v G₀ stavu, to jest neproliferují aktivně in vivo, takže chromozomové poškození není ihned ztraceno následkem selhání mitózy (což je důležité zejména pro dicentrické chromozomy a kroužky, jak bude zřejmé níže).

Pro analýzu chromozomových aberací se odebírají periferní lymfocyty a stimulují se pro proliferaci pomocí tak zvaných mitogenů, například fytohemaglutininu. Po inkubační době (obvykle) 48 h se do kultury přidává kolcemid, který zastavuje buňky v metafázi mitózy. Po sběru buněk v metafázi po dobu 24 h lze tímto způsobem stanovit počet chromozomových aberací.

Pro kalibraci této metody ovšem není přijatelná expozice několika jednotlivců odstupňovaným dávkám in vivo. Proto je třeba vzorky krve dobrovolníků ozařovat in vitro pro stanovení hladiny genetického poškození lymfocytů v závislosti na dávce záření. To předpokládá, že ozáření in vivo a in vitro má stejné účinky, což není zcela samozřejmé, avšak u laboratorních zvířat bylo opakovaně zjištěno, že tomu tak je.

V případě ozáření při nehodě se hladina genetického poškození stanoví v lymfocytech exponované osoby a použije se kalibrační křivka k určení absorbované dávky záření. Protože má každá osoba poněkud odlišnou odpověď na záření, lze to samozřejmě provést pouze s určitým stupněm spolehlivosti. Hladina pozadí genetického poškození je rovněž různá pro různé osoby, takže není snadné kvantitativně vyjádřit účinek malých dávek.