Radioaktive kerneratomkerner er ustabile. Ustabiliteten kan skyldes tre ting:
* Et overskud af kernepartikler ([[nukleon]]er).
* En ubalance mellem antallet af [[proton]]er og [[neutron]]er.
* Et overskud af energi.
Store kerneratomkerner, dvs. samtlige kerner med flere end 83 protoner, er altid ustabile. Kerner med mellem 1 og 83 protoner findes i stabile [[isotoper]], undtagen grundstof 43 – [[technetium]]. Stabiliteten sikres af en passende balance mellem neutroner og protoner. En given kerneatomkerne kan herudoverdesuden befinde sig i forskellige bevægelsestilstande. I grundtilstanden er nukleonerne 'pakket' bedstmest optimalt med lavest mulig muligtenergi. I anslåede tilstande har kernenatomkernen et højere [[impulsmoment]], hvilket svarer til en højere energi.
Ved det radioaktive henfald afvikler en kerneatomkernen sit nukleon-,overskud neutron-,af proton-nukleoner (neutroner og protoner) eller energioverskudenergi. Det er kernensoverskuddets overskudstørrelse der afgør hvor ustabil kernen er. Afviklingen sker under udsendelse af partikler, eller elektromagnetisk stråling. Ved alfa- og betahenfald (se nedenstående) ændres atomkernens sammensætning, og der sker en [[grundstof]]omdannelse.
En radioaktiv kerne gennemgår en [[stokastisk proces]]. Kernen har mulighed for radioaktivt henfald., Tidenmen tidspunktet for henfaldet kan ikke forudsiges. Antallet af radioaktive kerner aftager med en fast procent pr. tid, dvs. at det aftager eksponentielt[[eksponentiel]]t.
