La radioactivité est la transformation du noyau d'un atome (donc de la nature de l'élément), au cours de laquelle ce dernier émet divers corpuscules et rayonnements.
En 1896, le physicien français Henri Becquerel constate qu'un élément, l'uranium, est capable d'impressionner une plaque photographique. Deux ans plus tard, Pierre et Marie Curie découvrent deux éléments (le radium et le polonium) émettant une forte dose de rayonnements et donnent à ces éléments le qualificatif de « radioactif ».
La radioactivité se présente à l'état naturel sous plusieurs formes :

• la radioactivité alpha, qui est l'émission d'un noyau d'hélium (composé de deux protons et de deux neutrons) appelé particule alpha ;
• la radioactivité béta-, qui est l'émission d'un électron et d'un antineutrino (particule élémentaire de masse et de charge électrique nulles ; neutron  →  proton + électron) ;
• la radioactivité « artificielle » béta+, lors de laquelle un noyau émet un positron (antiparticule de l'électron, de même masse et de charge opposée +e ; proton  →  neutron + positron) ainsi qu'un neutrino ;
• enfin, l'émission de particules s'accompagne de celle d'un rayonnement électromagnétique, le rayonnement gamma (correspondant à l'émission d'un photon).

Toutes les réactions nucléaires s'accompagnent d'un dégagement d'énergie (utilisé entre autres dans les centrales nucléaires pour la génération d'électricité).
L'interaction faible est responsable de la désintégration des neutrons au sein du noyau atomique (radioactivité beta-) ; c'est ce type de réactions (thermonucléaires) qui se produisent au cœur du soleil et lui permettent de briller.