身体の内部にある放射性物質から放射線を受けること。体内被曝ともいう。問題なのはβ線（ベータ線）とα線（アルファ線）で、特にα線は透過力が弱く、人体中では数十μm（マイクロメートル　μは10^-6＝100万分の1）しか到達しない。そのため、線源周辺に大量の被曝を与えることになる。γ線（ガンマ線）は透過力が強く、外部被曝の場合と逆に一部が体外に透過していく。内部被曝線量は取り込む放射性物質の量による他、放射性物質が蓄積する器官・臓器、体外への排泄速度など複雑な因子に依存している。特にα線を放出するウランやプルトニウムの不溶性酸化物を吸入で肺に取り込んだ場合、不均等な被曝が起き、その被曝量の評価は大変難しい。

図「事故などで放出された放射性物質の経路」