Les unités des grandeurs décrivant des effets biologiques sont souvent difficiles à relier aux unités du SI parce qu'elles incluent habituellement des facteurs de pondération que l'on peut ne pas connaître ou définir avec précision, et qui peuvent dépendre à la fois de l'énergie et de la fréquence. Ces unités ne sont pas des unités du SI ; elles sont décrites brièvement dans cette section.

Les rayonnements optiques sont susceptibles de produire des modifications chimiques dans les matériaux vivants ou inertes. Cette propriété est appelée actinisme et les rayonnements capables de causer de tels changements sont connus sous le nom de rayonnements actiniques. Les résultats de mesure de certaines grandeurs photochimiques ou photobiologiques peuvent être exprimés en unités du SI. Cette question est discutée brièvement dans l'annexe 3 de cette brochure.

Le son cause de petites fluctuations de pression dans l'air, qui s'ajoutent à la pression atmosphérique normale, et qui sont perçues par l'oreille humaine. La sensibilité de l'oreille dépend de la fréquence sonore, et n'est pas une fonction simple de l'amplitude des variations de pression et de fréquence. Par conséquent, des grandeurs pondérées en fonction de la fréquence sont utilisées en acoustique pour donner une représentation approximative de la manière dont le son est perçu. Ces grandeurs sont employées par exemple dans les études sur la protection contre les dommages auditifs. Les effets des ondes acoustiques ultrasonores sont source de préoccupations similaires dans le diagnostic médical et dans le domaine thérapeutique.

Les rayonnements ionisants déposent de l'énergie dans la matière irradiée. Le rapport entre l'énergie déposée et la masse est appelé dose absorbée. Des doses élevées de rayonnements ionisants tuent les cellules. Ceci est utilisé en radiothérapie et des fonctions de pondération biologiques appropriées sont utilisées pour comparer les effets thérapeutiques de différents traitements. De faibles doses non mortelles peuvent causer des dommages aux organismes vivants, par exemple induire un cancer ; ainsi les réglements relatifs à la radioprotection sont fondés sur des fonctions appropriées de pondération des risques pour les doses faibles.

Il existe une classe d'unités servant à quantifier l'activité biologique de certaines substances utilisées pour le diagnostic médical et la thérapie, qui ne peuvent pas encore être définies en fonction des unités du SI. En effet, le mécanisme de l'effet biologique spécifique qui donne à ces substances leur usage médical n'est pas encore suffisamment bien compris pour être quantifiable en fonction de paramètres physico-chimiques. Compte tenu de leur importance pour la santé humaine et la sécurité, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a pris la responsabilité de définir des unités internationales OMS pour l'activité biologique de ces substances.