Potenciální poškození zdravých tkání je limitujícím faktorem radioterapie a určuje kurabilitu nádorového onemocnění. Pro odhad možného poškození je třeba brát v úvahu následující faktory:

• typ orgánu (jeho vlastní radiosenzitivitu);
• objem ozářeného orgánu (pro paralelní orgány);

• uspořádání orgánu (paralelní nebo sériový);  

• celkovou aplikovanou dávku;

• frakcionační schéma a celkovou dobu.  

Nežádoucí účinky se obecně dělí na časné (které se vyskytují v průběhu radioterapie a do 90 dnů po jejím ukončení), pozdní (4 měsíce až několik let po ukončení radioterapie) a velmi pozdní (desítky let po ukončení radioterapie). Specifickou podskupinou jsou následné (consequential) pozdní nežádoucí efekty.

Pro jednotlivé orgány jsou odhadnuty toleranční dávky (TD). Jsou obvykle udávány ve tvaru TD 5/5 nebo 50/5, kde první číslo udává pravděpodobnost určité komplikace (5 % nebo 50 %) za dané časové období (5 let). Znalosti tolerančních dávek jsou zásadní pro určování dávek použitelných pro radioterapii. Vždy je třeba brát v úvahu typ a význam potenciálního poškození na jedné straně a důsledky plynoucí z poddávkování nádoru na straně druhé. Pro hodnocení míry poškození jsou používány mezinárodní škály (například RTOG škála). Pravidelné hodnocení toxicity léčby je (spolu s hodnocením léčebných výsledků) zásadní pro sledování kvality prováděné radioterapie.

V následujícím textu je pro každý kritický orgán uvedeno jeho uspořádání, stanovená radiosenzitivita vyjádřená poměrem α/β, možné akutní a pozdní poškození, toleranční dávky a praktický význam pro plánování léčby.