Une des tâches de la radioprotection est la décontamination des milieux pollués par des substances radioactives à la suite d'un accident.

Il y a contamination chaque fois que des substances radioactives sont présentes dans un milieu ou sur la surface d'un objet. Une contamination peut être à l'origine d'expositions externes, par contact ou interne.

Le contact ou la proximité d'une substance radioactive est dangereux. Les rayons bêta et surtout alpha étant peu pénétrants, les effets seront intenses à la surface de la peau mais ne se feront pas sentir en profondeur. Ce type d'exposition produira donc des brûlures superficielles. C'est ce qu'expérimenta involontairement Henri Becquerel. Les rayons gamma étant pénétrants, l'irradiation sera diffuse dans l'ensemble de l'organisme, mais moins intense localement. Elle sera toutefois maximale près du point de contact. 

Il est possible de décontaminer par un nettoyage soigné un local, du matériel ou une personne ayant subi une contamination par contact. Les produits du nettoyage, les poussières et autres substances contaminées enlevées seront placées dans des conteneurs étanches et destinées à être traitées comme des déchets généralement de faible activité. 

En cas d’accident grave, il faut décontaminer des surfaces importantes polluées par les dépôts au sol de particules radioactives. A Tchernobyl, des milliers de liquidateurs, souvent mal protégés, nettoyèrent les abords du réacteur. A Fukushima, la présence de grandes quantités d’eaux radioactives interdit pendant plusieurs mois l’accès aux bâtiments inondés avant qu’une station de décontamination puisse traiter ces eaux.

Une contamination interne se produit de trois façons : par l'inhalation de substances ou poussières radioactives ; par ingestion, lorsqu'elles sont contenues dans les aliments absorbés ou bien déposées sur un objet porté à la bouche ; par blessure avec un objet contaminé ou lorsqu'elles souillent une plaie existante. Il est impossible de décontaminer une personne ayant subi une contamination interne car il est trop tard. On peut par contre en limiter parfois l'effet, par exemple dans le cas du tritium en buvant beaucoup d'eau. 

Les travailleurs du nucléaire se protègent d'une contamination en portant des vêtements spéciaux, des gants et des masques (qui deviendront des déchets radioactifs). On assure l'étanchéité des pièces où se trouvent les substances radioactives, ainsi que le renouvellement de l'air des locaux qui est filtré pour piéger les poussières radioactives et les manipulations d'objets très radioactifs se font avec des robots. 

Contrairement à une opinion courante, une personne contaminée ne peut à son tour contaminer et ne présente donc pas de dangers pour ceux qui la soignent.