日本核污染水中含氚、鍶-90、銫-137、鈷-60、碳-14等放射性核素。
中國海洋法學會會長、國際海洋法法庭前法官高之國表示，現在國際社會最擔心的是核放射性元素和物質進入海洋環境。日本一直在做出“問題只在於點元素”的誤導，但世界上很多科學家都有一個共識，就是核污染水中含高達64種核放射性元素，並且七成以上都是超標的，多核素設備難以完全處理。
氚
極微量的氚對人體影響較小，但氣的氧化物能夠最大程度地被肺臟組織和無損傷的皮膚所吸收，產生內照射，會對遺傳、生殖和生長髮育造成嚴重傷害。
銫
銫-137具有較強的放射性、揮發性以及活性，環境中的銫-137進入人體後容易滯留在全身軟組織，尤其是肌肉中，攝入量過大會增加患癌症的風險。
碘
放射性碘污染中131碘屬於高毒性核素，進入人體後容易在甲狀腺中積累，損傷甲狀腺細胞，當損傷持續發生時，人體會發生低甲狀腺素血癥，嚴重的甚至導致癌變。另外，未成年人由於甲狀腺代謝比較旺盛，受到的傷害相對比較嚴重。
鍶
鍶具有很高的毒性，當大劑量的放射性鍶進入體內時，會引起機體的急性或慢性損傷，因爲鍶與鈣的化學性質相似，作爲典型的親骨性元素，容易影響骨骼和牙齒的鈣化過程，導致畸變、癌變等，危害骨骼健康。
