放射性核素是指具有特定質量數、質子數和核能態並具有放射性的原子。
這些核素不穩定，能夠自發地放出粒子或射線，如α射線、β射線和γ射線，同時釋放能量。放射性核素衰變時放出的能量稱為衰變能，而衰變到原始數目一半所需要的時間稱為衰變半衰期，這個時間範圍非常廣泛，從10^15年到10^-12秒不等。放射性核素在醫學和科學研究中有廣泛套用，例如在放射性治療中，放射性核素標記的藥物可以在腫瘤部位濃聚，利用放射性核素釋放的射線來消滅病變細胞。此外，放射性核素也用於核醫學成像，如PET掃描，通過測量放射性核素在體內的分布來診斷疾病。