Bức xạ hạt nhân là sự giải phóng các tia, sóng hoặc hạt mang năng lượng xảy ra khi nguyên tử bị phân tách. Quá trình cụ thể này được gọi là phân hạch và nó có thể xảy ra trong cả tình huống tự nhiên và nhân tạo. Năng lượng hạt nhân có thể được khai thác từ các phản ứng này và chuyển hóa thành điện năng sử dụng được, nhưng các sóng và hạt được giải phóng trong quá trình phân hạch cũng có thể gây ra bức xạ gây nguy hiểm cho chúng sinh.
Trong quá trình phân hạch, một hạt nhân tách thành nhiều hạt nhân và thường là một số sản phẩm phụ, chẳng hạn như hạt alpha và beta, tia gamma và neutron trôi nổi tự do. Các sản phẩm phụ này có các mức năng lượng khác nhau và có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như để cung cấp năng lượng cho các thiết bị như máy dò khói (sử dụng tia alpha) hoặc máy chụp X-quang. Bởi vì các hạt alpha và beta có mức năng lượng thấp nhất, đường đi của chúng có thể bị chặn bởi một thứ gì đó không đáng kể như một tấm nhựa hoặc một khối gỗ. Tia gamma và tia X có năng lượng cao hơn nhiều, và chỉ một vật liệu dày đặc như chì mới có thể chặn được chúng. Nơtron là hạt không ổn định nhất trong số các hạt và có khả năng khiến một vật thể trở nên phóng xạ. Khi xâm nhập vào một vật thể, chúng phá vỡ các liên kết hóa học và do đó làm thay đổi cấu trúc phân tử của vật thể đó. Ở người, động vật và thực vật, điều này có thể tạo ra các biến chứng nghiêm trọng về sức khỏe.