就形态而言，神经细胞对辐射不敏感，需很大剂量才能引起间期死亡。但就机能改变而言，0.01Gy就可出现变化。在亚致死量或致死量照射后，高级神经活动出现时相性变化，先兴奋而后抑制，最后恢复。各时相时间长短与剂量有关，较小剂量时，兴奋相较长，或不出现抑制相。剂量较大时，则兴奋相短，较快转入抑制相。植物神经系统也有类似现象，照后初期丘脑下部生物电增强，兴奋性增高，神经分泌核的分泌亦增强。
内分泌腺除性腺外，形态上对辐射亦不甚敏感，在致死剂量照射后垂体、肾上腺、甲状腺等功能都出现时相性变化，初期功能增强，分泌增多，随后功能降低。损伤的极期肾上腺功能可再次升高。低剂量率慢性照射时，肾上腺皮质功能常降低，血浆皮质醇含量和尿中17-羟类固醇排出量减少。
性腺是辐射敏感器官，睾丸的敏感性高于卵巢。睾丸受0.15Gy照射即可见精子数量减少，照射2～5Gy可暂时不育，5～6Gy以上可永久不育。睾丸以精原干细胞最敏感，D0值为0.2Gy；其次为精母细胞，精细胞和成熟精子则有较高的耐受力。低剂量率慢性照射者，常出现性功能障碍。
卵巢是没有干细胞、不增殖的衰减细胞群，成年卵巢含有一定数量的不同发育阶段的卵泡。照射破坏部分卵泡可暂时不育，若全部卵～10Gy。卵泡被破坏的同时，可引起明显的内分泌失调，出现月经周期紊乱，暂时闭经或永久性停经。