Koncem 19. století se pařížský profesor Henri Becquerel zabýval fosforescencí (světélkováním) minerálů. Experimentoval s různými minerály a solemi, které osvětloval na slunci a pak je v temné místnosti pokládal na fotografickou desku. Jednou použil minerál ze síranu uranu a draslíku a po opakování pokusu s různými obměnami zjistil, že uranová sůl září, i když není předtím osvícena a intenzita záření se nezeslabuje. Tento fyzikální jev, který Becquerel objevil roku 1896, byl nazván radioaktivita. Radioaktivitou se začala zabývat Polka Marie Sklodowská, vybrala si ji za téma své doktorské práce. Rozhodla se prověřit všechny známé prvky a objevila, že stejnou vlastnost vykazuje i prvek thorium a také do té doby neznámý prvek, který na počest své vlasti nazvala polonium.
Ještě na přelomu století vedla intenzívní pozorování nového jevu ke zjištění, že radioaktivní látky neemitují jediný druh záření, ale druhy tři, které začaly být označovány a, b, g. a-záření je proud jader helia, b-záření je tvořeno elektrony nebo pozitrony a g-záření je elektromagnetické vlnění o velmi krátké vlnové délce (a tedy s velkou frekvencí). Další studium radioaktivity ukázalo, že se tento proces vztahuje k nejniternější části atomu (tj. jádru) a nedá se ovlivnit žádným vnějším zásahem.
Dnes víme, že radioaktivita je přeměna jader radionuklidu AZX na jádra A˘Z˘Y,
doprovázená zpravidla emisí radioaktivního záření určitého typu. Přeměny se řídí tzv.
posunovacími zákony, které ukazují, jaký atom vznikne
při určitém rozpadu atomu X, a které lze schematicky zapsat takto: