تستخدم الكيمياء الإشعاعية مختلف العناصر الإشعاعية في تطبيقاتها، ومن أهم هذه العناصر:
1- الراديوم (Ra): يستخدم في صناعة الطلاءات اللامعة والإشعاعية وفي معالجة بعض أنواع السرطان.
2- اليود (I): يستخدم في علاج أمراض الغدة الدرقية، وأيضاً يتم استخدامه كعامل تلوين للأغذية والأدوية.
3- اليورانيوم (U): يستخدم في توليد الطاقة النووية وفي الأبحاث العلمية، ويتم استخدامه في صناعة الملابس الواقية من الإشعاع.
4- الرصاص (Pb): يستخدم في صناعة الشاشات الحماية الإشعاعية، وفي الأبحاث العلمية.
5- الكوبالت (Co): يتم استخدامه في علاج السرطان وفي صناعة الأسمدة والمواد اللاصقة.
6- السيزيوم (Cs): يستخدم في تطبيقات الصناعة النووية، وفي صناعة أجهزة الكمبيوتر، وفي علاج الحالات المرضية المتعلقة بالغدة الدرقية.