แต่ละองค์ประกอบมีไอโซโทปอย่างน้อยหนึ่งตัวที่มีนิวเคลียสที่ไม่เสถียรซึ่งสามารถสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีได้ ในกระบวนการนี้นิวเคลียสสามารถปล่อยอนุภาคหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อรัศมีของนิวเคลียสมากกว่ารัศมีของการกระทําของแรงอาจเกิดการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีและรัศมีของการกระทําของแรงที่แข็งแกร่งเป็นเพียงไม่กี่ femtometers
การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีที่พบมากที่สุดมีดังนี้:
การสลายตัวของอัลฟา: นิวเคลียสปล่อยอนุภาคอัลฟานิวเคลียสฮีเลียมที่มีโปรตอนสองลูกและนิวตรอนสองลูก ผลของการสลายตัวเป็นองค์ประกอบใหม่ที่มีจํานวนอะตอมต่ํากว่า
การสลายตัวของเบต้า: ปรากฏการณ์ของปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอซึ่งนิวตรอนถูกเปลี่ยนเป็นโปรตอนหรือโปรตอนจะถูกเปลี่ยนเป็นนิวตรอน อดีตมาพร้อมกับการปล่อยอิเล็กตรอนและ antineutrino ในขณะที่หลังปล่อยโพซิตรอนและนิวตริโน อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาหรือโพซิตรอนเรียกว่าอนุภาคเบต้า ดังนั้นการสลายตัวของเบต้าสามารถเพิ่มหรือลดจํานวนอะตอมของอะตอมได้หนึ่งเท่า
การสลายตัวของแกมมา: ระดับพลังงานของนิวเคลียสจะลดลงและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมาโดยปกติหลังจากการปล่อยอนุภาคอัลฟาหรืออนุภาคเบต้า
ครึ่งชีวิตของไอโซโทปกับโปรตอน Z และนิวตรอน N
การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ ที่ค่อนข้างหายากได้แก่การปล่อยนิวตรอนหรือโปรตอนปล่อยนิวเคลียสหรือกลุ่มอิเล็กตรอนและสร้างอิเล็กตรอนความเร็วสูงแทนรังสีเบต้าและโฟตอนพลังงานสูงแทนรังสีแกมมาผ่านการแปลงภายใน
ไอโซโทปรังสีแต่ละตัวมีช่วงการสลายตัวของลักษณะซึ่งเป็นครึ่งชีวิต ครึ่งชีวิตเป็นเวลาที่จําเป็นสําหรับครึ่งหนึ่งของตัวอย่างที่จะสลายตัว นี่คือการสลายตัวแบบทวีคูณนั่นคือการสลายตัวอย่างต่อเนื่องของ 50% ของตัวอย่างในช่วงครึ่งชีวิต กล่าวอีกนัยหนึ่งหลังจากสองครึ่งชีวิตมีเพียง 25% ของไอโซโทปเริ่มต้นที่เหลืออยู่