Радиоэколо́гия — раздел экологии, изучающий накопление радиоактивных веществ организмами, их миграцию в биосфере, влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества — биоценозы.
Радиоэкология сформировалась к середине 50-х годов 20 века в связи с созданием атомной промышленности и экспериментальными взрывами ядерных бомб, вызвавшими глобальное загрязнение окружающей среды радионуклидами стронция, цезия, плутония, углерода и прочее. Радиоэкология обычно имеет дело с весьма малыми мощностями хронического внешнего и внутреннего облучения организма. В природных условиях организмы подвергаются облучению за счет естественного радиоактивного фона (космические лучи, излучения природных радионуклидов U, Ra, Th и др.), а также за счет радиоактивного загрязнения биосферы искусственными радионуклидами. Однако многие растения и животные способны накапливать в жизненно важных органах и тканях радионуклиды, что влияет на их миграцию в биосфере и приводит к значительному усилению внутреннего облучения организма, что приводит к наследственной изменчивости, понижают жизнеспособность организмов и тем самым вызывают изменение структуры биоценозов и обеднение межвидовых взаимоотношений в них. Выявление закономерностей, лежащих в основе этих процессов, имеет большое значение для ряда отраслей народного хозяйства. Так, особый практический интерес представляют следующие изучаемые радиоэкологией проблемы: миграция радионуклидов в пищевых цепях организмов; обрыв или ослабление экологических связей; дезактивация сельскохозяйственных земель, водоемов, загрязненных радионуклидами; поиск поверхностно залегающих месторождений радиоактивных руд (по радиоактивности растений-индикаторов); выявление территорий суши и акваторий, загрязненных искусственными радионуклидами. Многообразие практических аспектов радиоэкологии привело к ее подразделению на морскую, пресноводную, наземную (в том числе лесную, сельскохозяйственную), а также ветеринарную и граничащую с ней радиационную гигиену. Результаты радиоэкологических исследований оказали большое влияние на принятие международных конвенций, направленных на ограничение испытаний ядерного оружия и отказ от его применения в условиях войны. На основе рекомендаций радиоэкологии в промышленности разрабатываются и внедряются замкнутые циклы охлаждения ядерных реакторов, улавливатели радиоактивных аэрозолей, методы хранения и обезвреживания радиоактивных отходов, исключающие их попадание в окружающую среду.