Độ phóng xạ không phải là thứ được cảm nhận ngay lập tức và trực tiếp; nó có thể được đo bằng các thiết bị và đơn vị đặc biệt thích hợp. Một số nguyên tử (nguyên tử phóng xạ và nguyên tố phóng xạ) không ổn định do cấu trúc của chúng. Nguyên tử phóng xạ có khả năng phân hạch phóng xạ tự phát, hạt nhân bị chia thành các hạt nhỏ, đây là sự phân rã phóng xạ. Quá trình này đi kèm với việc giải phóng các hạt alpha và beta, cũng như tia gamma. Mỗi loại bức xạ có mức năng lượng riêng mà chúng ta không thể cảm nhận được.
Bức xạ như vậy có thể xuyên qua mô sống và giống như các chất khác, giải phóng một phần năng lượng của nó. Mỗi nguyên tố phóng xạ có chu kỳ bán rã riêng. Đây là khoảng thời gian trong đó một nửa số hạt nhân hoạt động (không ổn định) của các nguyên tử của một chất phóng xạ nhất định phân rã. Nó có thể rất ngắn (vài giờ), nhưng thường thì nó kéo dài từ vài ngày (Iodine 131) đến vài nghìn năm (Plutonium 239). Do sự phân rã phóng xạ nên cường độ bức xạ của các nguyên tố phóng xạ giảm dần theo thời gian.