Işınlamadan birkaç gün sonra meydana gelen ve hızla düzeltilebilen reaksiyonlar ile, geç olarak ortaya çıkan progressif ve kalıcı olan reaksiyonları birbirinden ayırt etmek gerekir. Radyasyonun geç etkileri destek dokularında ortaya çıkan destrüksiyon sonucu daha ağır bir görünüm kazanabilir. Vasküler ve konnektif dokular üzerine olan bu etki yıllar sonra dahi görülebilir.

Hücresel değişimlerin hızlı olduğu deri ve gastroentestinal sistem epitelinde bu destrüksiyon 1 gün gibi kısa bir sürede ortaya çıkabilir. Eğer kullanılan doz çok aşırı değil ise iyileşme de aynı ölçüde çabuk olur. Beyin gibi dokularda ise hücrelerin yeniden oluşturulması yavaş olduğundan, destrüksiyonun sonuçları da aylar ya da yıllar sonra ortaya çıkabilir. Kemik dokusunda ışınlama ile osteosit yapımının süprese edilmesi kırık iyileşmesinin gecikmesine yol açar. Tükürüğün yapısında oluşan kimyasal değişimler yer yer diş destrüksiyonları ile sonlanır.

Işınlama alanının dışında da kalsa, devitalize kemik dokularının bulunduğu yerlerde kolayca enfeksiyonlar oluşur. Bu geç reaksiyonlar radyoterapinin tamamlanmasından çok uzun bir süre sonra meydana geldiklerinden, tedavinin sonuçları değerlendirilirken, olumsuz bir kriter olarak değerlendirilmemelidir. Tedavi planlanması sırasında bu tür etkilerin sıklığı, ne koşullar altında ve hangi şiddetle ortaya çıktığının bilinmesi, radyoterapistin gerekli önlemleri alabilmesi için esastır.

Merkezi sinir sesteminde geç reaksiyonlar fokal beyin nekrozuna ya da radyasyon miyelitine ve medulla transseksiyonuna neden olabilir. Torakstaki geç değişimler arasında perikardit ve radyasyon pnömonitisi sayılabilir. Abdominal ışınlamalardan sonra radyasyon nefritisi gelişebilir. Bu geç reaksiyonlara yol açabilecek total doz ışınlanan organa göre değişmektedir. Genel olarak klinik açıdan aşikar geç reaksiyon gösteren en duyarlı organlar, böbrekler, karaciğer, akciğerler, ve göz mercekleridir. Nisbeten daha az duyarlı olan organlar ise bağırsak, medulla spinalis, beyin, perikard, kornea ve retinadır.

Belirli bir geç reaksiyon oluşturmayan dokular arasında da iskelet kasları, subkutan bağ dokusu ve kemik de dahil olmak üzere diğer bağ dokusu türevleri sayılabilir. Eğeı haftada her defada 200 Rad verilmek suret: ile 5 kez ışınlama yapılacak olursa, böbrek ve akciğerler için 2000, karaciğer için 250( medulla spinalis gibi orta dereceli duyarlılığı olan dokular içinde 4500 Rad toplam doz kullanılabilir. Diğer dokular için bu limit genellikle 6000 Rad ve üstüdür. Eğer küçük bir ışınlama alanı ve daha küçük fraksiyone dozlar kullanılırsa, bu toplam doz arttırılabilinir.