辐照灭菌广泛应用于医疗行业。
辐照对象包括一次性防护服、一次性注射器、口罩、缝合线、手术刀片、输血器、纱布片、培养皿、脱指棉球、牙科器具、采血管、血液透析器、培养基、心脏支架等。疫情期间，国务院应对新型冠状病毒感染的肺炎疫情联防联控机制医疗物资保障组印发《关于疫情期间执行<医用一次性防护服辐照灭菌应急规范(临时)>的通知》。

辐照加工技术可以杀死干果类、中草药和谷物中的害虫，延长其保存期的同时，不影响自身的营养成分、风味及药用价值。

利用辐照杀灭新鲜果蔬和禽肉中的微生物及昆虫，并破坏其酶活性，抑制鲜活食品的生命活动，从而延长食品的货架期。

在美国2004年接受采用辐照作为一种检疫处理方法处理水果后，东南亚、南美采用辐照处理热带水果出口到美国。进出口商品的辐照检疫，可以杀死有害生物或使其不育，有效防止有害生物入侵。

辐照可以使高分子材料的物理、化学性能得到改善，从而提高了材料的应用价值，拓宽了其应用范围。辐照改性包括辐照接枝、辐照交联、辐照聚合、辐照降解等。辐照改性广泛应用于电池隔膜、电线电缆、轮胎硫化和涂层固化等领域中。