Hội chứng nhiễm phóng xạ cấp tính, còn được gọi là nhiễm độc phóng xạ, bệnh phóng xạ, là các hội chứng ảnh hưởng sức khỏe sau khi tiếp xúc với một lượng lớn các bức xạ ion hóa. Các bức xạ gây ra sự tác động cho DNA và các cấu trúc phân tử quan trọng khác trong các tế bào các mô khác nhau. Sự hủy diệt này, đặc biệt là khi nó ảnh hưởng đến khả năng của các tế bào phân chia bình thường, sẽ gây ra các triệu chứng. Các triệu chứng có thể bắt đầu trong vòng một hoặc hai giờ và có thể kéo dài nhiều tháng. Ví dụ về những bệnh nhân bị hội chứng nhiễm phóng xạ cấp tính là những người sống sót sau thảm họa bom nguyên tử tại Hiroshima và Nagasaki, những người lính cứu hỏa đầu tiên đến hiện trường trong thảm họa nhà máy điện hạt nhân Chernobyl 1986, một số người bị phơi nhiễm một cách vô ý do thiết bị khử trùng chiếu xạ và có cả những người bị ám sát bằng đầu độc phóng xạ.
Tại Việt Nam ca nhiễm phóng xạ cấp tính đầu tiên xảy ra ngày 17/11/1992 trên máy gia tốc Microtron MT-17 (lắp đặt 1984) ở Viện Khoa học, Hà Nội. Do lỗi vận hành mà một nghiên cứu viên đang chỉnh mẫu chiếu thì máy gia tốc đã bật, dẫn đến chiếu xạ hai bàn tay, gây bỏng và hoại tử một phần.
Qua trường hợp ám sát Litvinenko bằng polonium-210, ảnh hưởng sinh hoá học lên cơ thể của các đồng vị phóng xạ được soi rọi rõ ràng hơn vì trước đây, những việc tiếp nhiễm (nhiễm độc) cấp tính với liều lượng cao chỉ được diễn đạt qua tính toán và ước tính (Xem thêm độc tính của Polonium 210)