Radioaktivlik, atom nüvələrinin qeyri-sabit olmasından irəli gələn və öz-özünə parçalanaraq ionlaşdırıcı şüalanma (alfa, beta və ya qamma şüaları) buraxması hadisəsidir. Bu parçalanma prosesi, nüvənin tərkibindəki proton və neytronların nisbətinin qeyri-mütənasibliyindən yaranır. Qeyri-sabit nüvələr enerji səviyyələrini aşağı salmaq üçün öz-özünə parçalanaraq daha sabit bir hala keçirlər. Bu parçalanma zamanı nüvədən alfa hissəcikləri (helium nüvəsi), beta hissəcikləri (elektron və ya pozitron) və ya qamma şüaları (elektromaqnit şüaları) buraxılır. Bu şüaların enerjisi yüksək olduğundan canlı orqanizmlərə zərər verə bilir.
Radioaktivlik hadisəsi həm təbii, həm də süni yolla baş verə bilər. Təbii radioaktivlik, təbiətdə mövcud olan bəzi elementlərin (məsələn, uran, torium, radon) atomlarının öz-özünə parçalanması ilə əlaqədardır. Süni radioaktivlik isə nüvə reaksiyaları nəticəsində əmələ gələn radioaktiv izotopların parçalanması ilə əlaqədardır. Nüvə reaksiyaları nüvə reaktorlarında və ya hissəcik sürətləndiricilərində baş verir. Bu reaksiyalar nəticəsində yeni, qeyri-sabit nüvələr əmələ gəlir ki, bunlar da radioaktiv şüalanma buraxaraq parçalanırlar.
Radioaktivliyin ölçülməsi üçün müxtəlif üsullar mövcuddur. Geiger sayğacı kimi cihazlar radioaktiv şüaların intensivliyini ölçməyə imkan verir. Radioaktivliyin təsiri canlı orqanizmlərə mənfi təsir göstərə bilər və bu təsirin şiddəti şüalanmanın dozasından və növündən asılıdır. Radioaktivliyin tətbiq sahələri genişdir: tibbdə diaqnostika və müalicə, sənayedə qüsur aşkarlanması, arxeologiyada tarixləndirmə və sair. Lakin radioaktiv maddələrlə işləyərkən ciddi təhlükəsizlik qaydalarına əməl edilməlidir.
Radioaktivliyin mənbələri müxtəlifdir: kosmik şüalar, yer qabığındakı radioaktiv maddələr, nüvə silahları sınaqları və nüvə elektrik stansiyaları. Radioaktivlik yarımparçalanma dövrü ilə xarakterizə olunur - bu, radioaktiv maddənin miqdarının yarıya azalması üçün lazım olan vaxtdır. Yarımparçalanma dövrü müxtəlif radioaktiv izotoplar üçün fərqlidir, saniyədən milyon illərə qədər dəyişə bilər.