Objetivo: O objetivo deste estudo experimental é avaliar o efeito da radiação com raios X de alta energia na resistência de união entre dentina humana e resina composta. Métodos: Trinta terceiros molares humanos hígidos foram seccionados, produzindo superfícies oclusais planas de dentina, e distribuídos aleatoriamente em dois grupos (n=15): um não irradiado e restaurado com Resina Composta Filtek Z-250, 3M-ESPE® (G1, n=15 – grupo controle), outro irradiado e restaurado com Resina Composta Filtek Z-250, 3M-ESPE® (G2, n=15). O protocolo de radiação utilizado foi de 70 Gy no total. As amostras foram cortadas em palitos (área média de 1 mm2) e submetidas ao teste de microtração. Os dados foram comparados por meio do teste t-student (p <0,05). O padrão de fratura foi examinado em microscopia óptica e submetido ao teste exato de Fischer (p <0,05). Resultados: não houve diferença significativa entre o grupo de dentes não irradiados e irradiados (p=0,738). O grupo controle e o grupo irradiado apresentaram predominância no padrão de fratura de falhas coesivas em resina e/ou mistas e falhas adesivas foram verificadas somente no grupo dos dentes irradiados. Conclusões: A radiação não interfere significativamente na resistência de união da dentina humana restaurada com resina composta e que não houve influência significativa entre os grupos estudados em relação ao padrão de fratura.