Một nguyên tố phóng xạ không có bất kỳ đồng vị ổn định nào, điều đó có nghĩa là nó có thể bị thoái hóa một cách tự nhiên. Các nguyên tố phóng xạ bao gồm uranium, curium và thorium.
Tất cả các nguyên tố có số nguyên tử lớn hơn 83 đều được coi là chất phóng xạ. Những nguyên tố này không có đồng vị ổn định, đó là điều cơ bản xác định chúng là nguyên tố phóng xạ.
Các hạt nhân có thể thoái hóa ở bất kỳ chu kỳ nào, được gọi là chu kỳ bán rã. Mặc dù chu kỳ bán rã khác nhau giữa các nguyên tố, nhưng nó cung cấp một xác suất tốt về tuổi thọ của một nguyên tố phóng xạ.
Nguyên tố phóng xạ bao gồm tecneti, có đồng vị ổn định nhất và được đánh giá là có chu kỳ bán rã dài nhất. Nguyên tố kém ổn định nhất là ununoctium, có chu kỳ bán rã là 1,8 mili giây.