Dozymetria biologiczna pozwala na odtworzenie wysokości dawki pochłoniętej na podstawie analizy poziomu popromiennych uszkodzeń w napromienionych komórkach. W tym celu najczęściej bada się częstość uszkodzeń cytogenetycznych - aberracji chromosomowych lub mikrojąder - w limfocytach krwi obwodowej napromienionej osoby. Wysokość dawki pochłoniętej oblicza się porównując uzyskaną częstość uszkodzeń cytogenetycznych z tzw. krzywą kalibracyjną, którą otrzymuje się napromieniając pobrane limfocyty osoby kontrolnej różnymi dawkami promieniowania. Postępowanie to oparte jest na wielokrotnie stwierdzonej zgodności częstości uszkodzeń cytogenetycznych w limfocytach napromienionych in vitro i in vivo.

Dozymetria biologiczna pozwala na precyzyjną rekonstrukcję dawki pochłoniętej w zakresie od 0,1 do kilku Gy szczególnie wtedy, kiedy napromienione zostało całe ciało. W przypadkach ekspozycji części ciała rekonstrukcja dawki obarczona jest błędem, tym większym, im mniejsza część ciała została narażona. Zastosowanie dozymetrii biologicznej do rekonstrukcji dawek pochłoniętych w wypadkach radiacyjnych w teleradioterapii stanowi szczególny problem ze względu na napromienianie frakcjonowane oraz, z reguły, bardzo małą powierzchnią napromienianego pola. Wypadek radiacyjny w Białymstoku, w lutym 2001 ujawnił konieczność prowadzenia badań w celu rozwiązania tego problemu (Wójcik i wsp. publikacja w przygotowaniu). Opublikowane przez szereg autorów wyniki porównawczych analiz zależności dawka-efekt aberracji chromosomowych w limfocytach napromienionych in vitro oraz w trakcie radioterapii wykazały różnice przebiegu krzywych uniemożliwiające rekonstrukcje dawek otrzymanych w trakcie terapii na podstawie konwencjonalnych krzywych kalibracyjnych. Opracowany przez nas model matematyczny potwierdza słuszność tych obserwacji (Urbanik i wsp., publikacja w przygotowaniu). Prowadzone obecnie badania skupiają się na analizie częstości mikrojąder w limfocytach pacjentów poddawanych radioterapii, z nowotworami o różnej lokalizacji. Celem badań jest sprawdzenie, czy uzyskane zależności dawka efekt mogą w przyszłości służyć jako krzywe kalibracyjne dla rekonstrukcji dawki pochłoniętej w radioterapii.