Radyoaktivite anında ve doğrudan algılanan bir şey değildir; uygun özel cihaz ve birimlerle ölçülebilmektedir. Bazı atomlar (radyoaktif atomlar ve radyoelementler) yapıları nedeniyle kararsızdır. Radyoaktif atomlar kendiliğinden radyoaktif fisyona uğrama yeteneğine sahiptir, çekirdekler küçük parçacıklara bölünür, bu radyoaktif bozunmadır. Bu sürece alfa ve beta parçacıklarının yanı sıra gama ışınlarının salınması da eşlik eder. Her radyasyon türünün hissedemediğimiz kendine özgü bir enerji seviyesi vardır.
Bu tür radyasyon canlı dokuya nüfuz edebilir ve diğer maddeler gibi enerjisinin bir kısmını serbest bırakabilir. Her radyoaktif elementin kendi yarı ömrü vardır. Bu, belirli bir radyoaktif maddenin aktif (kararsız) atom çekirdeğinin yarısının bozunduğu dönemdir. Çok kısa olabilir (birkaç saat), ancak çoğu zaman birkaç günden (İyot 131) birkaç bin yıla (Plütonyum 239) kadar uzanır. Radyoaktif bozunma nedeniyle radyoaktif elementlerden gelen radyasyonun yoğunluğu zamanla azalır.