放射性是一种元素原子的随机自发分解。原子核的稳定性取决于质子和中子的相对数量。最稳定的核素往往有偶数个质子和偶数个中子，因为原子核中的每组两个质子和两个中子构成了特别稳定的组合。许多元素含有不稳定的原子或原子核，因此分裂成更小的原子。这是因为所有元素都想在原子核中达到平衡或稳定。
如果一种物质含有不稳定的原子核，并且能够在释放高速带电粒子的过程中自然释放能量，试图达到稳定状态，那么这种物质就被称为放射性物质。这样，除非受到外力作用，否则非放射性物质将无限期保持完整。
在被称为衰变的嬗变过程中，放射性核根据其不稳定性的性质发射带电粒子或电磁射线。这导致产生一种子核素，它可能是放射性的或稳定的，但是如果它是放射性的，它将反过来衰变为子核素，继续衰变直到它达到稳定点，一种铅同位素。
在核反应堆中，其中一些中子被反应堆结构中使用的原子核吸收。然后这些会变成放射性物质。在一些反应堆中，材料被有意地插入反应堆以使其具有放射性。这就是大多数医用放射性同位素的生产方式。
