A radioaktivitás nem azonnal és közvetlenül érzékelhető, hanem megfelelő speciális eszközökkel, egységekkel mérhető. Egyes atomok (radioaktív atomok és radioelemek) szerkezetük miatt instabilak. A radioaktív atomok képesek spontán radioaktív hasadásra, az atommagok apró részecskékre oszlanak, ez radioaktív bomlás. Ezt a folyamatot alfa- és béta-részecskék, valamint gamma-sugarak felszabadulása kíséri. Minden sugárzástípusnak megvan a maga sajátos energiaszintje, amit nem tudunk érezni.
Az ilyen sugárzás áthatolhat az élő szöveteken, és más anyagokhoz hasonlóan energiájának egy részét felszabadítja. Minden radioaktív elemnek megvan a maga felezési ideje. Ez az az időszak, amely alatt egy adott radioaktív anyag aktív (instabil) atommagjainak fele elbomlik. Nagyon rövid is lehet (néhány óra), de gyakrabban több naptól (jód 131) több ezer évig terjed (plutónium 239). A radioaktív bomlás miatt a radioaktív elemek sugárzásának intenzitása idővel csökken.