自然界中某些元素的原子核不稳定，可以自发发射粒子或电磁辐射。 这种性质就是我们常说的放射性。 原子序数（元素周期表中元素的编号）为83（铋）及以上的元素具有放射性，一些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性。
核转变有两种情况：一种是自发核转变，称为核衰变或放射性衰变；另一种是自发核转变，称为核衰变或放射性衰变。 另一种是由外界因素（如用α粒子或中子轰击某些原子核）引起的核转变核反应方程物理资源网，称为诱发核反应（如核裂变、核聚变）。 书写时，通常将某种核素的原子序数（或质子数）写在元素符号的左下角，将原子核的质量数写在元素符号的左上角。
核反应与普通化学反应的区别主要有以下几个方面： 1、元素的核反应与其化学态无关。 例如，铀元素和铀化合物的核反应没有区别； 2、核反应中，原子核中的质子数发生变化，引起参与反应的元素发生变化； 3、核反应的能量变化要大得多，反应速率不受外界影响。 因素（如温度、浓度、压力、催化剂等）的影响。
放射性元素的衰变大致可分为四种类型，即α衰变、β衰变、正电子衰变和核电子俘获。 元素的放射性越强，其半衰期越短。 半衰期是放射性元素衰变到其原始数量一半所需的时间。
在大气中，氮14通过中子的高能辐射转化为碳14的核反应不断发生。 当上述核反应得到的碳14与大气中的二氧化碳发生取代反应达到平衡时，碳14和碳12具有固定的比例。 当生物体从大气中吸收二氧化碳时，其体内碳14与碳12的比例与大气中这两种同位素的比例相同。 生物体死亡后，由于碳14衰变而停止与大气交换核反应方程，因此生物体中碳14与碳12的比例不断减少。 考古学家经常根据碳14的半衰期来测量古代生物遗骸中碳14与碳12的比例，并将其与活生物体中相应的比例进行比较，从而确定古代生物的死亡年龄。