輻射存在于整個宇宙空間。輻射防護是研究保護人類和其他生物種群免受或少受輻射危害的應用性學科。輻射分為電離輻射和非電離輻射兩類。α射線、β射線、γ射線、 X射線、質子和中子等屬于電離輻射，而紅外線、紫外線、微波和激光則屬于非電離輻射。在核能領域，人們主要關心的是電離輻射可能產生的健康影響及其防護。通常將電離輻射簡稱為輻射或輻射照射。
人類有史以來一直受著天然電離輻射源的照射，包括宇宙射線、地球放射性核素產生的輻射等。事實上，輻射無處不在，食物、房屋、天空大地、山水草木乃至人們體內都存在著輻射照射。人類所受到的集體輻射劑量主要來自天然本底輻射（約76.58％）和醫療（約20％），核電站產生的輻射劑量非常小（約0.25％）。在世界范圍內，天然本底輻射每年對個人的平均輻射劑量約為2.4毫希，有些地區的天然本底輻射水平要比這個平均值高得多。
核能應用領域的輻射照射來源于核能產生裝置（如核電站）在運行過程中產生的各種放射性核素。由于煤中含有微量的放射性核素，燃煤電站在運行過程中也會向環境排放放射性物質。就輻射照射而言，我國煤電燃料鏈（從采礦到發電）對公眾產生的輻射照射是同樣功率的核電燃料鏈的50倍。
人們在對輻射產生健康危害的機理進行大量的理論和實驗研究基礎上，建立了有效的輻射防護體系，并不斷加以發展和完善。目前，國際上普遍采用的輻射防護的三個原則是：實踐的正當性，防護水平的最優化和個人劑量限值。實踐的正當性要求任何伴有輻射的實踐所帶來的利益應當大于其可能產生的危害；防護水平的最優化是指在綜合考慮社會和經濟等因素之后，將輻射危害保持在合理可行、盡量低的水平上；規定個人劑量限值的目的是為了保證社會的每個成員都不會受到不合理的輻射照射。國際基本安全標準規定公眾受照射的個人劑量限值為1毫希／年，而受職業照射的個人劑量限值為20毫希／年。
核能發電是目前核能和平利用的最主要的方式。在正常運行情況下，核電站對周圍公眾產生的輻射劑量遠遠低于天然本底的輻射水平。在我國，國家核安全法規要求核電站在正常運行工況下對周圍居民產生的年輻射劑量不得超過0.25毫希，而核電站實際產生的輻射劑量遠遠低于這個限值。大量的研究和調查數據表明，核電站對公眾健康的影響遠遠小于人們日常生活中所經常遇到的一些健康風險，例如吸煙和空氣污染等等。因此，核電站在正常運行情況下的環境安全性已被人們所廣泛接受。
核電安全的核心在于防止反應堆中的放射性裂變產物泄漏到周圍的環境。為此，采取多層次縱深防御的安全原則。為了防止反應堆堆芯中的放射性裂變產物的外泄，在工程上設置有適當的實體屏障。核電站一般都有3道安全屏障，它們是燃料元件包殼、一回路壓力邊界和安全殼。
截至2002年底，全世界核電機組累計運行了10697個堆年，總共發生過兩起重大事故，即三里島核電站事故和切爾諾貝利核電站事故。1979年3月28日，美國三里島核電站發生了嚴重事故，反應堆堆芯的一部分熔化坍塌。但由于一回路壓力邊界和安全殼的包容作用，泄漏到周圍環境中的放射性核素微乎其微，沒有對環境和公眾的健康產生危害，僅有3名電站工作人員受到略高于季度劑量管理限值的輻射照射。方圓80公里的200萬居民中，平均每人受到的輻射劑量小于戴一年夜光表或看一年彩電所受到的輻射劑量。1986年4月26日，前蘇聯發生了切爾諾貝利核電站事故。這是核能和平利用有史以來最為嚴重的一次核事故。在核電站工作人員和事故搶險人員中，有28人由于受到非常高的輻射劑量而死亡。為了防止公眾受到大的輻射照射，緊急撤離了電站附近的11.6萬居民。事故的主要原因有兩個方面。一是運行人員在試驗停電條件下發電機轉子靠自身的轉動慣性能繼續供電多長時間的過程中，嚴重違反操作規程，切斷了所有安全控制系統，致使安全保護系統不能啟動。二是反應堆（壓力管式石墨慢化沸水堆）安全設計上存在嚴重的缺陷。1996年4月，71個國家和20個組織的800多名專家舉行會議，評價了10年前在前蘇聯發生的切爾諾貝利核電站事故的實際后果。評價結果表明：在核電站的工作人員和幫助處理事故后果的人員（“清理人員”）中只有28人死于輻射照射。從污染區疏散的10多萬居民和仍然生活在受影響較輕地區的人，他們一生中所受到的劑量，與他們一生中從天然輻射源接受的劑量差不多或較低。
為了在萬一發生嚴重事故、大量放射性物質泄漏到外部環境的情況下，能夠保障周圍公眾的健康與安全，核電站還必須制訂應急響應計劃，并做好相應的應急響應準備工作。我國的核應急工作實施國家、省市自治區和核電站三級管理體制，實行“常備不懈，積極兼容，統一指揮，大力協同，保護公眾，保護環境”的工作方針。
隨著研究的深入和運行經驗的不斷積累，核電站的運行安全水平將不斷提高，而未來的先進核電站將具有更高的安全水平。
