Energia sprigionata dalla materia sotto forma di minuscole particelle veloci (particelle alfa, beta particelle e neutroni) o raggi elettromagnetici pulsanti o le onde (raggi gamma) emesse dai nuclei degli atomi radioattivi instabili. Tutta la materia è composta di atomi che sono costituiti da varie parti; il nucleo contiene particelle minute chiamato protoni e neutroni e guscio esterno dell'atomo contiene altre particelle chiamate elettroni. Il nucleo porta una carica elettrica positiva, mentre gli elettroni portano una carica elettrica negativa. Queste forze lavoro verso un forte, stabile equilibrio da sbarazzarsi di eccesso dell'energia atomica (radioattività). In tale processi, instabili nuclei radioattivi possono emettere energia e questa emissione spontanea è chiamato radiazioni nucleari. Tutti i tipi di radiazioni nucleari sono anche radiazioni ionizzanti, ma non è necessariamente vero il contrario; ad esempio, i raggi x sono un tipo di radiazioni ionizzanti, ma non sono radiazioni nucleari perché non hanno origine da nuclei atomici. Inoltre, alcuni elementi sono naturalmente radioattivi, come loro nuclei emettono radiazioni nucleari come risultato di decadimento radioattivo, ma gli altri sono indotti a diventare radioattivo da essere irradiati in un reattore. Naturale radiazione nucleare è indistinguibile dalle radiazioni indotte.