Radioaktiivisuus on joidenkin atomiytimien ominaisuus lähettää ylimääräistä energiaa ionisoivan säteilyn muodossa. Tämä säteily on alkuainehiukkasten tai sähkömagneettisten aaltojen virtaa.
Radioaktiivinen hajoaminen tapahtuu spontaanisti, ilman ulkoista vaikutusta. Tässä tapauksessa epävakaat atomiytimet muuttuvat muiden kemiallisten alkuaineiden ytimiksi, jotka lähettävät ylimääräistä energiaa. Kunkin radioaktiivisen isotoopin hajoamisnopeus on vakio ja sen määrää puoliintumisaika.
Radioaktiivisen hajoamisen aikana vapautuva ionisoiva säteily voi häiritä aineen atomien ja molekyylien rakennetta ja aiheuttaa niiden kemiallisia muutoksia. Tätä radioaktiivisuuden ominaisuutta käytetään laajasti tieteessä, lääketieteessä ja teollisuudessa. Säteilyaltistus suurina annoksina on kuitenkin erittäin vaarallista eläville organismeille.