Energi givet ud af sagen i form af små hurtige partikler (alfa-partikler, beta-partikler og neutroner) eller pulserende elektromagnetiske stråler eller bølger (gamma stråler) udsendes fra kerner af ustabil radioaktiv atomer. Alt stof er sammensat af atomer, som består af forskellige dele; kernen indeholder minut partikler kaldet protoner og neutroner og atom's yderstof indeholder andre partikler kaldet elektroner. Kernen bærer en positiv elektrisk ladning, mens elektronerne bære en negativ elektrisk ladning. Disse kræfter arbejde mod en stærk og stabil balance ved at slippe af med overskydende atomic energy (radioaktivitet). i denne proces, ustabile radioaktive kerner kan udsende energi, og denne spontane emission kaldes nuklear stråling. Alle typer af radioaktiv stråling er ioniserende stråling, men omvendt er ikke nødvendigvis sandt; for eksempel, x-stråler er en type af ioniserende stråling, men de er ikke radioaktiv stråling, fordi de ikke stammer fra atomkerner. Derudover nogle elementer er naturligt radioaktivt, som deres kerner udsender radioaktiv stråling som følge af radioaktivt henfald, men andre er induceret at blive radioaktive ved at blive bestrålet i en reaktor. Naturligt forekommende radioaktiv stråling er umulig at skelne fra induceret stråling.