Radioactiviteit is niet iets dat onmiddellijk en direct wordt waargenomen; het kan worden gemeten met geschikte speciale apparaten en eenheden. Sommige atomen (radioactieve atomen en radio-elementen) zijn vanwege hun structuur onstabiel. Radioactieve atomen hebben het vermogen om spontane radioactieve splijting te ondergaan, de kernen zijn verdeeld in kleine deeltjes, dit is radioactief verval. Dit proces gaat gepaard met het vrijkomen van alfa- en bètadeeltjes, evenals gammastraling. Elk type straling heeft zijn eigen specifieke energieniveau, dat we niet kunnen voelen.
Dergelijke straling kan levend weefsel binnendringen en, net als andere stoffen, een deel van de energie ervan vrijgeven. Elk radioactief element heeft zijn eigen halfwaardetijd. Dit is de periode waarin de helft van de actieve (instabiele) atoomkernen van een bepaalde radioactieve stof vervalt. Het kan heel kort zijn (een paar uur), maar vaker duurt het van enkele dagen (jodium 131) tot enkele duizenden jaren (plutonium 239). Door radioactief verval neemt de intensiteit van de straling van radioactieve elementen in de loop van de tijd af.