Радіоактивний розпад (від лат. radius «промінь» і āctīvus «дієвий», через фр. radioactif, букв. — «радіоактивність») — спонтанна зміна складу (заряду Z, масового числа A) або внутрішньої будови нестабільних атомних ядер шляхом випромінювання елементарних частинок , гамма-квантів та/або ядерних фрагментів.
Причиною радіоактивного розпаду атомів є перевищення числа протонів чи нейтронів проти оптимальної структурою ядра, асиметрія. Альфа-структура ядер пояснює причини та енергетичний баланс усіх типів радіоактивного розпаду, що сучасна фізика називає спонтанним, мимовільним.
Основні види радіоактивного розпаду: β-розпад – випромінювання (або поглинання) електрона та антинейтрино або позитрону та нейтрино, γ-розпад – випромінювання γ-квантів, спонтанний поділ – розпад ядра на два уламки порівнянної маси.