某些重原子核会通过释放α粒子进行衰变。这种α粒子由两个质子和两个中子组成，与氦的原子核相同。α粒子的质量要比β粒子的大得多，带有两个单位的正电荷。

一个核素是否稳定，其放射性性质及放射性衰变的规律完全是由其本身的固有结构所决定的，这些性质不受任何外界条件的影响，即任何物理、化学等外界条件都不会改变原子核的辐射性质和放射性衰变规律。

放射性核素经过一次或多次放射性衰变转变为稳定的非放射性核素。经过多次放射性衰变才转变为稳定核素，其衰变称为级联衰变。

在自然界，放射性物质的放射性衰变一般都是随机发生的，不可能确切地预测到具体哪一个原子即将发生衰变。但是，对于大量的原子核，人们却可以预估在确定的时间间隔内由于放射性衰变原子核减少的数量，经历时间越长，减少的越多。衰变过程遵循明确的统计规律，称为放射性衰变规律。

放射性衰变常数λ，表示单位时间（如 1s 或 1a）内原子发生衰变的分数。不论核素发生任何化学或物理变化，衰变常数对于某一种放射性核素来说是固定的。