长期以来，农作物的育种，常常采用杂交、系统选育等方法。近几十年来，随着原子能和平利用的发展，才开始了辐射育种的新方法。
辐射育种就是利用放射线(如X射线、r射线或中子线等)，来照射作物的种子或植株，也可以照射离体组织和细胞，促使它们的内部起变化，这种变化有的能遗传给下一代，因而发生了遗传的变异，再经过人工的选择，就可以培育出新的品种。
放射线对动物、植物都有伤害作用，但是，如果我们使用得当，不仅不会伤害作物，而且还能利用辐射来育种哩。
我们知道，生物有机体是由细胞组成的。在显微镜下，你可以看到每个细胞中都有一个细胞核，当核分裂的时候，在核内可以清楚地看到有一些棒状的小体——染色体；染色体是由蛋白质和核酸组成的，每一生物都有它一定数目的染色体。当生物体吸收高能量的X射线、r射线或中子线时，引起细胞内染色体的各种变化，但变化太大就引起死亡，变化不太大可能表现为植物遗传性状的改变，也就是发生了变异，这为育种提供了条件。
自然界中，有天然的放射性物质存在，还有宇宙线的照射等等，因此，人和一切动植物平时都受到了放射线的照射，不过剂量很低。一般用伦(伦琴)作单位，表示射线的剂量。譬如人们每天所受到的放射线，只有0004～00016伦，这种照射对人体是毫无害处的。如果剂量高了就不行。拿植物来说，用100伦的X射线照射小麦的干种子，可以促进小麦的生长；用600伦，它的生长就会受到抑制；用20000～30000伦会使一部分麦苗死去，一部分活下来的植株会发生各种变异；用50000～60000伦时，全部都要死掉了，这是一般的情况。不同生理状况的植物，对射线的反应是不一样的，以种子来说，种子的含水量越高，反应也越大；一般生长速度快的，而受力就差些。
从育种的要求来看，作物的变化越多，能育出新品种的希望越大。这里就产生了一个矛盾，剂量低了变异就少，剂量高了死亡又多，所以许多人认为用半致死剂量处理植物比较合适。也就是说，所用的剂量要能使大约半数的植物生存下来，另一半死亡。这样，既能保证有一定量的植株活下来，也有相当多的植株发生变异。一般来说，水稻和小麦的干种子用20000～30000伦，棉花用15000伦左右的射线照射效果较好。