Le gray (Gy) et le rad sont tous deux des unités de dose absorbée, c'est-à-dire l'énergie déposée par unité de masse de tissu (1 Gy = 1 J/kg). Le gray est l'unité SI ; le rad (radiation absorbed dose) est l'ancienne unité CGS. La conversion est exacte : 1 Gy = 100 rad, soit 1 mGy = 100 mrad et 1 rad = 0,01 Gy.

Le sievert (Sv) et le rem (roentgen equivalent man) sont tous deux des unités de dose équivalente, qui pondère la dose absorbée par l'efficacité biologique du type de rayonnement. Le sievert est l'unité SI ; le rem est son équivalent CGS historique. La conversion est exacte : 1 Sv = 100 rem, soit 1 mSv = 100 mrem et 1 rem = 0,01 Sv.

La dose absorbée (en gray ou rad) quantifie l'énergie physique déposée dans le tissu, indépendamment du type de rayonnement. La dose équivalente (en sievert ou rem) ajuste la dose absorbée par un facteur de pondération radiologique (w_R) qui reflète l'effet biologique relatif du rayonnement.

Pour les rayons X et gamma, w_R = 1, donc 1 Gy = 1 Sv. Pour les particules alpha, w_R = 20, donc 1 Gy de rayonnement alpha correspond à 20 Sv. Le gray et le sievert ne sont pas interchangeables : la conversion nécessite de connaître la nature du rayonnement.

D'après le Comité scientifique des Nations Unies pour l'étude des effets des rayonnements ionisants (UNSCEAR), la dose efficace moyenne due au rayonnement naturel de fond est d'environ 2,4 mSv par an (240 mrem/an). Les sources comprennent les rayonnements cosmiques (~0,39 mSv), les rayonnements gamma terrestres (~0,46 mSv), le radon inhalé (~1,26 mSv) et les radionucléides ingérés (~0,29 mSv).

Les expositions médicales s'ajoutent à hauteur de 0,6 à 1,2 mSv en moyenne dans les pays développés.

Une radiographie thoracique de face standard délivre une dose efficace d'environ 0,02 mSv (2 mrem). Un scanner thoracique (tomodensitométrie) délivre quant à lui environ 5 à 7 mSv (500 à 700 mrem), soit 250 à 350 fois plus qu'une radiographie simple. Ces valeurs restent bien en deçà des seuils d'effets aigus et sont largement documentées dans les études épidémiologiques de radioprotection.