Radioaktivitet är inte något som uppfattas omedelbart och direkt, det kan mätas med lämpliga specialapparater och enheter. Vissa atomer (radioaktiva atomer och radioelement) är instabila på grund av sin struktur. Radioaktiva atomer har förmågan att genomgå spontan radioaktiv klyvning, kärnorna är uppdelade i små partiklar, detta är radioaktivt sönderfall. Denna process åtföljs av frisättning av alfa- och beta-partiklar, såväl som gammastrålar. Varje typ av strålning har sin egen specifika energinivå, som vi inte kan känna.
Sådan strålning kan penetrera levande vävnad och, liksom andra ämnen, frigöra en del av sin energi. Varje radioaktivt grundämne har sin egen halveringstid. Detta är den period under vilken hälften av de aktiva (instabila) kärnorna av atomer i ett givet radioaktivt ämne sönderfaller. Den kan vara mycket kort (några timmar), men oftare sträcker den sig från flera dagar (Jod 131) till flera tusen år (Plutonium 239). På grund av radioaktivt sönderfall minskar intensiteten av strålning från radioaktiva grundämnen med tiden.