Informationen über Spätfolgen ionisierender Strahlung stammen überwiegend aus der Langzeitnachsorge von Patientinnen und Patienten, die eine klinische Strahlentherapie erhalten haben. In den vergangenen 100 Jahren wurde Strahlung therapeutisch zur Behandlung von malignen Tumoren eingesetzt, wodurch die Zahl der Langzeitüberlebenden kontinuierlich angestiegen ist. Diese Überlebenden liefern wertvolle Erkenntnisse zu den Langzeiteffekten der Strahlentherapie. Die belastbarsten Daten stammen insbesondere von Langzeitüberlebenden nach Strahlentherapie bei Kopf-Hals-Tumoren sowie gynäkologischen Malignomen. Ein häufiger Späteffekt ist die Ausbildung einer Fibrose bzw. Narbenbildung. Die molekularen Mechanismen dieser strahleninduzierten Spätfolgen sind Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Untersuchungen. Im Hinblick auf organspezifische und systemische Spätfolgen haben experimentelle Studien an Mäusen und nichtmenschlichen Primaten erhebliche Bedenken hinsichtlich Spätkarzinogenese und Organversagen aufgezeigt. Diese Spätfolgen lassen sich auch beim Menschen beobachten. Eine Strahlenexposition führt zu einer beschleunigten Alterung, die zum Teil auf den erhöhten Verbrauch von Antioxidantien sowie die Aktivierung von Fibrose-Signalwegen zurückzuführen ist. Die Erkenntnisse zu Spätfolgen ermöglichen es der klinischen Praxis, den Verlauf der Entstehung dieser Komplikationen frühzeitig zu erkennen und innovative medikamentöse Ansätze zur Reduktion von Spätfolgen gezielt einzusetzen. Es werden kontinuierlich neue Strategien zur Minderung der schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung bei Krebsüberlebenden entwickelt. Die aus der klinischen Strahlentherapie gewonnenen Erkenntnisse sind zudem von erheblichem Wert für das Management strahlenbedingter Nebenwirkungen bei Astronautinnen und Astronauten sowie bei Überlebenden von Kernreaktorunfällen und Atomwaffendetonationen.