輻照技術保鮮的原理比紫外線波長更短（具有高能量）的X射線和γ
線，能激勵被輻照物質的分子，使之引起電離作用，這種高能量的放射線總稱為電離放射線。微生物細胞的細胞質，在一定強度的放射線輻照下，沒有一種結構
不受影響，根據受影響輕重程度而產生變異或死亡。
各種微生物細胞不同程度地具有修復對放射線所造成損傷的功能，這就是說，微生物對放射線具有一定的抵抗性。由于各種微生物對放射線損傷的修復功能不同，故放射線對各種微生物的致死效果也各有不同。另一方面，微生物受電離放射線的輻照，細胞中的細胞質分子引起電離，并產生各種化學變化，使細胞直接死亡，同時對維持生命的一些重要物質也引起其離子化，例如存在于細胞中的大量水分，在放射線高能量的作用下，引起化學反應，分解為氫氧根和氫原子，從而也間接引起微生物細胞的致死作用。
微生物隨著被照射劑量的增加，其活菌的殘存率逐漸下降。活菌數減少一個對數周期（90%的菌被殺死）所需要的射線劑量稱為D值，單位為戈瑞（Gy），常用千戈瑞（kGy））表示。由于微生物對放射線的敏感性不同，若按罐藏食品的殺菌，必須完全殺滅肉毒芽孢桿菌A、B型菌的芽孢，多數研究者認為需要的劑量為40~60kGy。破壞E型肉毒桿菌芽孢的D值為21kGy。
研究者認為，微生物細胞中的DNA、RNA對放射線的作用尤為敏感，它直接影響著細胞的分裂和蛋白質的合成，細胞中對放射線抵抗力最弱的部分是DNA。
