تتمثل الآثار الإشعاعية الناجمة عن كارثة فوكوشيما النووية في التأثيرات المرصودة والمتوقعة نتيجة انبعاث النظائر المشعة من محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في أعقاب زلزال وتسونامي توهوكو 2011. وقد نتج تسرب النظائر المشعة من أوعية احتواء المفاعلات عن عمليات التنفيس التي أُجريت لتقليل ضغط الغازات، بالإضافة إلى تصريف مياه التبريد في البحر. وقد دفع ذلك السلطات اليابانية إلى فرض منطقة عزل بطول 30 كم حول محطة الطاقة، مما تسبب في استمرار نزوح ما يقرب من 156,000 شخص حتى أوائل عام 2013. وانخفض عدد النازحين إلى 49,492 شخصاً بحلول مارس 2018. ومنذ ذلك الحين، رُصدت جزيئات مشعة ناتجة عن الحادث، بما في ذلك نظير اليود 131 والسيزيوم-134 و137، في محطات أخذ عينات النويدات المشعة في الغلاف الجوي حول العالم، بما في ذلك كاليفورنيا والمحيط الهادئ.
تشير تقارير تقدير الجرعات الأولية الصادرة عن منظمة الصحة العالمية ولجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري إلى أن المخاطر المتوقعة تظل منخفضة خارج المناطق الجغرافية الأكثر تضرراً بالإشعاع، وحتى في مواقع داخل محافظة فوكوشيما، ولا يُتوقع حدوث أي زيادات ملحوظة في معدلات السرطان تتجاوز التباين الطبيعي في المعدلات الأساسية. وبالمقارنة، فبعد حادثة مفاعل تشيرنوبل، لم يُصب سوى 0.1% من بين 110,000 من عمال التنظيف الذين شملهم الاستطلاع بسرطان الدم حتى الآن، رغم أن جميع الحالات لم تكن ناجمة عن الحادث. ومع ذلك، تلقى 167 عاملاً في محطة فوكوشيما جرعات إشعاعية تزيد بشكل طفيف من خطر إصابتهم بالسرطان. وتُعد الجرعات الفعالة المقدرة من الحادث خارج اليابان أقل بكثير من مستويات الجرعات التي يعتبرها المجتمع الدولي للحماية من الإشعاع ضئيلة للغاية. ومن المتوقع أن تصدر لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري تقريراً نهائياً عن آثار التعرض للإشعاع الناجم عن الحادث بحلول نهاية عام 2013.
قدرت دراسة أجرتها جامعة ستانفورد في يونيو 2012، باستخدام نموذج اللاعتبة الخطي، أن إطلاق النشاط الإشعاعي من محطة فوكوشيما دايتشي النووية قد يتسبب في 130 حالة وفاة بسبب السرطان على مستوى العالم (الحد الأدنى للتقدير 15 والحد الأقصى 1100) و199 حالة إصابة بالسرطان في المجمل (الحد الأدنى 24 والحد الأقصى 1800)، ويُقدر أن معظمها سيحدث في اليابان. كما توقعت الدراسة أن يؤدي التعرض للإشعاع بين العاملين في المحطة إلى وفاة ما بين شخصين و12 شخصاً. ومع ذلك، أفاد بيان صادر عن لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري في ديسمبر 2012 أمام مؤتمر فوكوشيما الوزاري حول السلامة النووية أنه "بسبب عدم اليقين الكبير في تقديرات المخاطر عند الجرعات المنخفضة جداً، فإن اللجنة لا توصي بضرب الجرعات المنخفضة جداً في أعداد كبيرة من الأفراد لتقدير عدد الآثار الصحية الناجمة عن الإشعاع بين السكان المعرضين لجرعات تزايدية بمستويات تعادل أو تقل عن مستويات الخلفية الطبيعية".