輻照技術在高分子材料方面的工業應用，首先是聚乙烯的輻照交聯。聚乙烯大分子經γ射線或者電子束照射后發生的大分子之間的相互連接，使聚乙烯的力學性能、耐熱性能、抗腐蝕耐老化性能明顯提高。用聚乙烯材料生產出的電線電纜，經電子加速器產生的電子束照射后就獲得了輻照交聯電線電纜。目前，國內絕大多數工業電子加速器用于電線電纜的輻照加工，經濟效益和社會效益顯著。聚乙烯經射線交聯后，還會產生形狀“記憶”效應，聚乙烯塑料擠出成型的圓管，經電子束照射交聯后，將管子加熱擴張、冷卻，就生產出熱收縮管，當這種管子再次加熱后，就收縮到原來的大小。若將這種管子用于電線電纜連接處和終端接頭處，經加熱收縮包覆裸露的導體的同時還可起到密封作用。同傳統的連接方式相比，這種方式更加方便、安全可靠。電線的連接不但在輸電、配電中四處可見，家用電器、電器設備電線連接端子也可使用這種熱收縮導管。這種熱收縮材料用量很大，進入市場初期價格較貴，但現在價格便宜，十分普及。這種材料的應用大大提高了通訊、動力電路的安全可靠性，為社會做出了有益貢獻。利用輻射交聯技術還可生產具有正溫度系數性能的自控溫加熱帶。在常溫下，這種材料的電阻值很低，可導電，隨著溫度的升高，其電阻值越來越大，當升高到某溫度時，該材料的電阻值變得很大，從而成為絕緣材料，當它再次冷卻下來后，又具有了導電功能，利用這種往復導電和斷電的特性，可以生產自控溫加熱帶。當它用于石油管道的保溫時，可保證流動性差的石油在冬季也能正常輸送。這種材料還可用作電路的過熱保護，具有自動開關功能。
射線還可在無引發劑的常溫條件下，引發單體聚合成高分子材料，由于無雜質殘留物，因而可獲得高性能、高品質的稀貴產品，如防彈有機玻璃、光導材料、聚酯鏡片等。
射線還可以引發具有某種特殊功能的單體連接到聚合物大分子上，使該種材料不僅具有原有聚合物的性能，同時還具有特殊功能。我國采用輻射接枝方法制備功能材料已有許多研究成果。以往我們使用的高性能手表電池、手機電池、筆記本電腦電池、電動汽車所用的堿性鋰電池價格昂貴，其重要原因之一是這種電池中應用的離子交換隔膜過去從國外進口，價格非常高，現在我國用輻射接枝術生產出該種隔膜，除滿足國內市場需求外，還實現了出口銷售。
利用射線可使聚合物大分子降解為小分子，該技術簡單，質量也容易控制。例如從自然界獲取的具有高聚合度的殼聚糖用途有限，如果將它降解成有不同聚合度的殼聚糖，其用途就十分廣泛。在食品工業中可用作液體處理劑、添加劑、生產出功能食品；在環保應用中可用作絮凝劑，回收液體中的大分子，還可用于對廢水中的重金屬以及染料和印刷廢水的處理。用高能射線很容易將大分子鏈打斷，制備出所需聚合度的聚合物，這是其他方法難以做到的。廢棄的聚四氟乙烯采用輻射降解可生產出超細粉末，這種粉末的化學性能穩定，耐高溫，具有很好的潤滑作用，將這種粉末加入印刷油墨中，可提高油墨分散均勻性，提高印刷質量；用作塑料加工助劑可提高加工速度和產品表面質量；加入潤滑油中可以減少機械磨損。
輻射聚合物改性，新材料獲取，包括納米材料的制備已獲得許多成果，有的已實現產業轉化，將來輻射化工將呈現出更加欣欣向榮的局面。