放射性元素是能夠自發地從不穩定的原子核內部放出粒子或射線，同時釋放出能量，最終衰變形成穩定的元素而停止放射的元素。這種性質稱為放射性，這一過程叫做放射性衰變。含有放射性元素的礦物叫做放射性礦物。
放射性元素最早應用的領域是醫學和鐘錶工業。例如鐳，鐳的輻射具有強大的貫穿本領，發現不久便成為當時治療惡性腫瘤的重要工具；鐳鹽在暗處發光，用於塗制夜光錶盤。後來放射性元素的應用已深入到人類物質生活的各個領域，例如核電站和核艦艇使用的核燃料，工業、農業和醫學中使用的放射性標記化合物，工業探傷、測井、食品加工和腫瘤治療所使用的某些放射源等。
