감마선은 전자기파의 일종으로 파장이 약 10-11 m 이하로 매우 짧고, 전자기파를 입자(광자)로 볼 때 선의 광자 한 개당 에너지는 가시광이나 자외선, X선에 비해 크다.

주로 방사성 원소의 붕괴에 따라 방출되므로 방사선으로 분류되고, 방사선 원소의 붕괴형태에 따라 α입자나 β입자, 또는 두가지 입자와 함께 방출된다. 감마선은 α입자나 β입자에 비해 에너지는 낮지만 투과성이 매우 크다. 일반적으로 α입자는 종이카드를 통과하지 못하고, β입자는 종이카드는 투과하지만 알루미늄은 투과하지 못한다. 감마선은 두꺼운 납판을 투과할 수 있다. 그렇기 때문에 방사성 물질을 통한 신체의 피해는 방사성 물질을 함유한 물이나 식품을 섭취하는 경우 α입자나 β입자에 의해 심각하게 나타나고, 방사선에 피부가 노출된 경우에는 감마선에 의한 피해가 나타난다.

감마선은 투과력이 X선보다 훨씬 크나, 이온화작용·사진작용·형광작용은 X선보다 훨씬 약하다. 따라서 감마선은 강한 투과력을 요구하는 분야에서 많이 활용되며, 특히 금속재료의 내부결함 탐지 등 의학·공업 분야에 널리 응용되고 있다.