放射線物理学(ほうしゃせんぶつりがく、Radiation physics)とは、放射線と物質の相互作用を研究する物理学の分野である。電離放射線が物質に照射されれば、ミクロの世界では（時にはマクロレベルでも）エネルギーのやりとりが発生し、原子・分子や原子核などが散乱したりエネルギーが吸収されたりして、分子結合を破壊したり、原子を励起・電離させたり、放射線の種類やエネルギーによっては原子核へも影響を及ぼす。
