虽然所有的放射性核素都是不稳定的，但是有些核素比另外一些核素。⽐如，铀-238原⼦核中的粒⼦（92个质⼦和146个中⼦）聚集在⼀起。但最终由两个质⼦和两个中⼦构成的粒⼦簇分离出来，以α粒⼦形式离开原⼦，于是铀-238转变为钍-234（90个质⼦和144个中⼦）。钍-234也是不稳定的，但发⽣转变的过程不同。钍-234发射⾼能电⼦（β粒⼦）使⼀个中⼦变为⼀个质⼦，从⽽转变为镤-234（91个质⼦和143个中⼦）。此核素极其不稳定，很快转变为铀-234。铀-234继续释放粒⼦，发⽣转变，直到最终成为稳定的铅-206（82个质⼦和124个中⼦）而结束。有许多这样的转变序列或通常所说的放射性衰变序列。

一定量的某种核素衰变⼀半所需要的时间称为半衰期。经过⼀个半衰期后，平均每100万个原⼦中有50万个原⼦转变为别的核素。在下⼀个半衰期⾥，⼤约又有25万个原⼦发⽣衰变，如此下去，直到全部衰变为⽌。经过10个半衰期后，原有的100万个原⼦中只剩有⼤约1 000个（0.1/100）原⼦。在上⽂中举出的例⼦中，镤-234原⼦衰变⼀半变为铀-234的时间只需要⼀分钟多⼀点的时间。相⽐之下，铀-238原⼦衰减⼀半变为钍-234所需的时间是45亿年。就是说环境中天然存在的放射性核素只是少数。