پرتوهای یون­ساز، قادر به انجام واکنش ­های شیمیایی در همه فازها (جامد، مایع و گاز) بدون نیاز به کاتالیزور و در هر درجه حرارتی با ماده مورد تابش هستند. تابش این نوع از پرتوها بر مواد پلیمری، منجر به تشکیل واسطه­ های بسیار واکنش پذیر (ایجاد واکنش و تشکیل یون و رادیکال آزاد) می­ گردد. این واسطه ­ها سبب تشکیل پیوندهای جدید شده که به این ترتیب ایجاد تغییراتی در ساختار شیمیایی ماده را در پی خواهند داشت.

در گذشته از این ویژگی­های اصلاحی، که از تابش پرتوهای یونیزان بر مواد بدست می­آمد، به منظور بهبود ویژگی­های پلیمری استفاده شد. امروزه، این واکنش­ها به صورت تشکیل محصولات اکسیده شده، تشکیل پیوند، برش در زنجیره اصلی پلیمرها (تخریب) یا اتصال متقابل می­باشد. به همین ترتیب ، محصولات پزشکی که با اشعه سترون­سازی می شوند اغلب از مواد پلیمری ساخته می شوند که باید در برابر میزان دز تجویز شده مقاوم باشند.

پلیمرها اصلی­ ترین موادی هستند که اغلب با اشعه اصلاح می شوند. پرتودهی پلیمرها اغلب به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آن و تهیه موادی با مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا، انجام می­ پذیرد. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به بهبود خواص حرارتی و مکانیکی کابل، سیم و لوله؛ افزایش کیفیت لاستیک خودرو و تولید هیدروژل های پوشش دهنده زخم، افزایش استقامت و طول عمر لاستیک­ ها، پلیمرها و … اشاره کرد. همچنین پلیمریزاسیون تابشی، ممکن است به منظور تولید محصولاتی که در روش­ های ترکیبی قدیمی مثل فرآیندهای فتوشیمیایی، الکتروشیمیایی، جوش دادن و تحت فشار قرار دادن، امکان حصول آن­ها وجود نداشت، استفاده شود. به علاوه پلیمرهایی که با این روش­ ها تولید شده ­اند، مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی و ظرفیت زیادی برای تحمل فشارهای گرمایی دارند.