Propriété que possèdent certains noyaux atomiques de se transformer par suite d'une modification du noyau de l'atome, en émettant des rayonnements corpusculaires alpha (hélions) et bêta (électrons) ou électromagnétiques de haute énergie(rayons gamma).
Dans le cas des rayonnements corpusculaires, il y a modification du noyau de l'atome, et l'élément se transforme en un autre.
Une particule et un quantum de rayonnement électromagnétique peuvent être émis simultanément ou quasi simultanément.
On peut y ajouter la fission de certains atomes très lourds, uranium et plutonium par ex., qui consiste en la rupture du noyau en fragments de masse approximativement égales. Cette fission est également accompagnée de libération d'énergie.