沉降灰即核裂變產生的放射性核素。核爆炸時，靠近爆炸點的重粒子短時間內就可落下，而其余部分則進入平流層和對流層，緩慢而廣泛地降落到整個地球。進入平流層和對流層的短壽命核素，在到達地面之前就消失了，只有一些長壽命的如⁹⁰Sr和¹³⁷Cs可造成危害。例如日本的⁹⁰Sr的量（截至1963年）約為50mCi／km²。這些沉降灰經過大地→生物→食品→人等各種途徑進入生物體，使生物受到連續的內照射。