Sveučilišta, instituti i druge akademske i znanstvene institucije koriste izvore ionizirajućeg zračenja u radu u laboratorijima, edukativnim programima, demonstracijama, eksperimentalnim istraživanjima, itd. Samo neki primjeri korištenja ionizirajućeg zračenja u znanosti su: aktivacijska analiza, određivanje starosti materijala, istraživanje utjecaja ionizirajućeg zračenja na živa bića, istraživanje štitova od ionizirajućeg zračenja, ali i istraživanje svemira.
U znanosti se često koristi radioizotopno datiranje za određivanje starosti materijala promjenom koncentracija radionuklida tijekom vremena. Ukoliko je poznato vrijeme poluraspada i broj početnih i novonastalih radionuklida u uzorku, može se odrediti starost materijala. Najčešće se koristi datiranje izotopa ugljika-14, helijsko datiranje te kalij-argonsko datiranje. Helijsko i kalij-argonsko datiranje se koristi za određivanje starosti stijenskih naslaga, dok se datiranje ugljika-14 koristi za određivanje starosti fosila.
U arheološkim istraživanjima se koristi datiranje radioaktivnog izotopa ugljika-14 koji nastaje na gornjim slojevima atmosfere interakcijom kozmičkih zraka i atoma dušika, kako bi se odredila starost fosila i drugih organskih tvari. Do nakupljanja ugljika-14 u organizmu dolazi isključivo dok je organizam živ, tj. kod biljaka do nakupljanja dolazi fotosintezom, dok životinje nakupljaju ugljik u organizmu hraneći se biljkama. Kad organizam ugine prestaje nakupljanje ugljika-14, te ona količina koja se skupila tijekom života započinje proces radioaktivnog raspada, tj. smanjuje se. Određivanje starosti radi se temeljom omjera broja atoma stabilnog ugljikovog izotopa C-12 i radioaktivnog izotopa C-14. Najpogodniji uzorci za karbonsko datiranje su prvenstveno oni koji sadrže organski ugljik, a mjerenje aktivnosti zahtijeva vrlo osjetljive tehnike: koriste se plinski proporcionalni brojači za uzorke starosti do 40.000 godina, tekući scintilacijski brojači za uzorke starosti do 50.000 godina te akceleratorska masena spektroskopija za uzorke starije od 60.000 godina.
U kriminalistici, mjerenju onečišćenja i određivanju autentičnosti umjetnina često se koristi aktivacijska analiza. Aktivacijska analiza je metoda određivanja kemijskog sastava tvari, koja se zasniva na ozračivanju uzoraka neutronima ili električni nabijenim česticama. Prilikom toga svaka vrsta atoma prelazi u sebi svojstvenu vrstu radionuklida, tj. dolazi do aktivacije. Metoda se primjenjuje za određivanje elemenata u tragovima.