大氣層核爆炸產生的放射性落下灰及核事故時向大氣釋放的放射性Cs都可沉降到地面，直接污染土壤、露天水源和生長中的植物。它們可在不同時間擴散到不同區域，也可直接沉降到植物表面或經根部從土壤中吸收再進入植物體內，尤其是葉類蔬菜。露天放牧的牛、羊等家畜也會受到落下灰直接污染，尤其當直接食入受到放射性污染的牧草時，會造成內污染，進而造成奶及奶製品的污染。水生生物具有從水體或底泥中富集放射性核素的特徵。
核設施放射性流出物的釋放也是導致區域性土壤污染的重要來源，其中Cs和Sr對土壤長期污染的貢獻份額最大，主要經由濕沉積過程進入土壤表層，而後或被土壤中礦物質顆粒吸著固定，或向下遷移到土壤深層，或被農作物吸收攝取。表層土壤的放射性污染將對人直接造成外照射，根部吸收過程導致的農作物污染會經食物鏈途徑對人造成內照射，土壤表層顆粒和沉積物被風揚起（再懸浮）則會經呼吸途徑對人造成內照射。
Cs同許多放射性核素類似，能長期滯留於環境中。這種“長期有效性”取決於生態系統的特性，尤其是土壤的性質。對於黏土含量較高的土壤和沉積物，通過化學鍵的作用，可以把Cs牢固地吸著。此時，土壤猶如一個銫的儲存庫，生物體只能攝取其中很少一部分銫。與之相反，在一些砂性土壤中，由於其陽離子交換容量有限，對銫的固定能力較差，此場合下就可能有較多的銫通過砂土系統轉移至生物體，繼而在生態系統中長期循環。
環境中的Cs很容易進入生物體內。它可以通過大氣沉降、表面吸附以及植物根部吸收等途徑進入植物體內；也能夠通過呼吸作用、表皮吸收或吸附以及攝食吸收等途徑進入動物體內。
