科學研究表明，穩定性核素對核子總數有一定限度（一般為A≤209），而且中子數和質子數應保持一定的比例（一般為N/Z=1～1.5，也有個別例外）。任何含有過多核子或N/Z不適當的核素，都是不穩定的。A≥209的核素，即元素周期表中釙（Po）之后的所有元素的核素都具有放射性（釙之前的元素，有的核素也具有放射性），它們或是自發地放射出α射線（即He核），而轉變成A較小的新核；或是因核素的N/Z不適當，其核內的中子與質子會自發地相互轉變，從而改變N/Z的值，并同時放出一個β-（或β+）粒子。核素衰變后產生的新核幾乎都是處在激發態，這樣的核或是自發地放射出γ光子而轉變到基態或較低能態，或是繼續進行α衰變（或β衰變），直到變成一個穩定的核素為止。
放射性核衰變的類型有α衰變、β衰變和γ衰變三種，分別放出α射線、β射線和γ射線。
還應明確，不論是發生了上述的哪一種核衰變，其衰變過程都遵從電荷數守恒、質量數守恒和能量守恒。
可對放射性核衰變的常見類型歸納如下： β衰變又分β-衰變、β+衰變和軌道電子俘獲三種方式。
(1) β-衰變
放射出β-粒子（高速電子）的衰變。一般地，中子相對豐富的放射性核素常發生β-衰變。這可看作是母核中的一個中子轉變成一個質子的過程。
(2) β+衰變
放射出β+粒子（正電子）的衰變。一般地，中子相對缺乏的放射性核素常發生β+衰變。這可看作是母核中的一個質子轉變成一個中子的過程。
(3) 軌道電子俘獲
原子核俘獲一個K層或L層電子而衰變成核電荷數減少1，質量數不變的另一種原子核。由于K層最靠近核，所以K俘獲最易發生。在K俘獲發生時，必有外層電子去填補內層上的空位，并放射出具有子體特征的標識X射線。這一能量也可能傳遞給更外層電子，使它成為自由電子發射出去，這個電子稱作“俄歇電子”。
