沉降灰即核裂变产生的放射性核素。核爆炸时，靠近爆炸点的重粒子短时间内就可落下，而其余部分则进入平流层和对流层，缓慢而广泛地降落到整个地球。进入平流层和对流层的短寿命核素，在到达地面之前就消失了，只有一些长寿命的如⁹⁰Sr和¹³⁷Cs可造成危害。例如日本的⁹⁰Sr的量（截至1963年）约为50mCi／km²。这些沉降灰经过大地→生物→食品→人等各种途径进入生物体，使生物受到连续的内照射。