O ile promieniowanie resztkowe pojawia się bezpośrednio po eksplozji i zanika w ciągu kilku godzin, o tyle skażenie wywołane opadami pojawia się po jakimś czasie i utrzymuje się z reguły dość długi czas, często wyrażany w miesiącach czy latach. Przyczyną opóźnionego ujawniania się tego promieniowania jest to, że początkowo wszystkie radioaktywne produkty eksplozji unoszone są przez prądy powietrzne do atmosfery i dopiero później opadają na powierzchnię ziemi. W zależności od swojego ciężaru i budowy zostają wyrzucone na różne wysokości, a im wyżej się wzniosą, tym dłużej będą spadać. Ciężkie i stosunkowo duże grudki ziemi opadną szybciej niż para wodna, która z kolei utrzyma się w atmosferze krócej niż drobne pyły powstałe podczas eksplozji powietrznych. Jest to tzw. opad lokalny, na który dodatkowo duży wpływ mają czynniki pogodowe, jak formowanie się chmur i opad deszczu, który "spłukuje" z powietrza radioaktywne pyły, lub wiatr, który potrafi przenieść chmurę radioaktywnych pyłów na odległości setek kilometrów. W przypadkach, gdy pyły te znajdują się w stratosferze, mówi się nawet o opadzie globalnym, bowiem wiatry wiejące w tej części atmosfery roznoszą izotopy po całym świecie, aczkolwiek w b. małych dawkach.

Opad radioaktywny jest niebezpieczniejszy od napromieniowania pod względem czasu działania. W skład radioaktywnych pyłów wchodzi bowiem ponad 200 izotopów 35 pierwiastków powstałych z procesów rozszczepień w bombie jądrowej. Reakcje syntezy są pod tym względem bardziej "czyste", gdyż nie mają tylu radioaktywnych i ciężkich produktów, które opadałyby na ziemię. Ocenia się, że z 1 kilotony ładunku atomowego powstaje podczas eksplozji ok. 50 g różnych izotopów swą aktywnością dorównujących 100 tysiącom ton radu. Jakkolwiek produkty rozszczepień też mogą ulegać deaktywizacji jeszcze w fazie unoszenia się w powietrzu, ale część z nich ma czas połowicznego rozpadu wyrażany w latach. Najważniejsze z izotopów to jod-131 (131I, okres półrozpadu 8,07 dni, aktywność 124000 Ci/g), strond-90 (90Sr, okres półrozpadu 28,1 lat, aktywność 141 Ci/g), strond-89 (89Sr, okres półrozpadu 52 dni, aktywność 28200 Ci/g) i cez-137 (137Cs, okres półrozpadu 30 lat, aktywność 87 Ci/g). Do tego dodać jeszcze można węgiel 14C, który ma okres połowicznego rozpadu 5730 lat, ale za to występuje powszechnie w przyrodzie. Wprawdzie długi czas półrozpadu i duży rozrzut opadu oznacza b. małą aktywność, ale świat flory i fauny ma tendencje do gromadzenia niektórych pierwiastków, co może prowadzić do zebrania się całkiem pokaźnych dawek w różnych fragmentach roślin czy narządach zwierząt. Więcej o zależnościach biologicznych można znaleźć w dziale "Efekty". Okres połowicznego rozpadu jest czasem charakterystycznym dla każdego z izotopów, jednak nie oznacza on czasu deaktywacji tego izotopu. W rzeczywistości aktywność maleje wykładniczo, co oznacza, że nigdy nie osiąga zera, może najwyżej stać się mniejsza niż radioaktywność naturalna tła. Dlatego przyjmuje się często, że do zneutralizowania działania izotopu promieniotwórczego potrzeba czasu dziesięciokrotnie dłuższego niż okres półrozpadu, kiedy to ilość jąder nietrwałych spada ponad tysiąckrotnie. Wszystko zależy jednak od tego, czy i taka radioaktywność nie jest uznawana za niebezpieczną. Do oszacowania skażenia po eksplozji atomowej stosuje się natomiast wygodną "zasadę siedmiu" mówiącą, że po siedmiokrotnie dłuższym czasie po eksplozji radioaktywność terenu maleje dziesięciokrotnie, czyli po 7 godzinach jest 10 razy mniejsze niż po 1 godzinie, po dwóch dobach (ok. 49 godzinach) jest 100-krotnie słabsze niż w 1 godzinie, po ok. 2 tygodniach (14 dniach) jest 1000-krotnie mniejsze itd.

   Promieniowanie cieplne działając na materię nieożywioną lub ożywioną może spowodować zapalenie się jej lub inne zmiany strukturalne związane ze zwiększoną temperaturą. Natężenie światła podczas maksymalnie kilku sekund emisji podczas eksplozji może osiągnąć 1000 W/cm2 (dla porównania natężenie światła Słońca w zenicie to ok. 0,14 W/cm2). Podobne warunki powstają przy bezpośrednim kontakcie z palnikiem acetylenowym. Sucha trawa, ściółka leśna czy krzewy mogą się zapalić, dużo trudniej zapalają się rośliny wodne i drzewa, częściej uschłe liście opadłe na ziemię. Naświetlone zwierzęta i ludzie ulegają poparzeniom, których charakter zależy od mocy bomby i odległości od miejsca eksplozji. Większa bomba emituje światło dłużej niż mniejsza, przez co jego intensywność jest mniejsza i potrzeba większej ilości promieni (energii), by wywołać oparzenie. Fala uderzeniowa w połączeniu z promieniowaniem cieplnym daje dodatkowe zagrożenie uszkodzenia mechanicznego poparzonych tkanek, co może zredukować ich możliwości regeneracyjne i przede wszystkim odsłonić warstwy podskórne na działanie infekcji i skażeń promieniotwórczych. Ludność w Hiroszimie i Nagasaki posiadała wiele rodzajów uszkodzeń naraz spowodowanych różnymi czynnikami rażenia. Silny błysk towarzyszący eksplozji może też być przyczyną czasowej bądź trwałej utraty wzroku. Zdecydowanie najpospolitsza jest chwilowa ślepota spowodowana zużyciem całego barwnika siatkówki przez intensywne światło. Czas regeneracji trwa od kilku sekund do kilku minut. Dłuższe uszkodzenia to katarakty, bóle oczu i zapalenia rogówki, jakie zanotowano np. w Hiroszimie. Najbardziej poważnym uszkodzeniem jest poparzenie siatkówki, które występuje najczęściej przy skierowaniu wzroku w miejsce eksplozji. Uszkodzenia są poważniejsze, jeśli wybuch nastąpił w nocy lub w innych okolicznościach, gdy źrenica oka jest rozszerzona i przepuszcza dużą ilość światła.

Promieniowanie powstające wskutek rozpadów może mieć wieloraki wpływ na rośliny i zwierzęta. Do najbardziej znanych należą:
- poparzenia popromienne powodowane dostarczaniem energii do tkanek przez kwanty gamma lub cząstki beta i (jeśli materiał skażony dostał się do wnętrza organizmu) alfa,
- generacja tzw. wolnych rodników, toksycznych związków chemicznych powodujących rakotwórcze zmiany w komórce,
- niszczenie (zrywanie) łańcuchów DNA, które, choć odwracalne, może doprowadzić do mutacji komórek lub ich śmierci.