在元素周期表中，43號元素、61號元素以及83號以後的所有元素都是放射性元素，而這些元素都會發生衰變，簡言之就是從一種元素變成另外一種元素，那麼它為什麼要變呢？
目前人類已知的元素一共有118種，其中既有放射性元素，也有非放射性元素，而一種元素是否具有放射性，完全取決於其內部結構。任何一種元素都是由原子核與核外電子所組成的，電子是費米子，也就是基本粒子，不可再分，而在原子核之內還存在著質子與中子。不同的元素原子核內部的質子和中子數量是不同的，原子核內有多少質子就決定了它是何種元素，比如擁有一個質子的就是氫原子，而擁有兩個質子的就是氦原子。
質子的數量決定著元素的種類，而中子的數量決定著它是何種同位素。
比如氫有三個同位素，分比為氕、氘、氚，氕只有1個質子，而沒有中子，氘擁有1個質子和1個中子，而氚則擁有1個質子和2個中子。在氫的三種同位素之中，只有氚是具有放射性的，而且放射性還比較強，因為一种放射性元素的半衰期越短，單位時間內產生的放射性就越多，而氚的半衰期僅為12.4年。現在我們基本能夠隱約感覺到了，元素的放射性與質子和中子的數量似乎存在著關係。是的，的確是這樣。現在讓我們來思考一個問題，是什麼讓質子和中子結合在一起形成原子核的呢？是強力。
我們的世界存在著四種基本力，即強力、弱力、電磁力和引力，其中強力最強，而引力最弱。
強力有多強呢？質子和中子雖小，但它們並不是基本粒子，它們雖然不是基本粒子，但我們卻沒有能力進一步將其拆分，為什麼呢？因為質子是由三個夸克所組成的，而使三個夸克結合在一起的就是強力，這種依靠強力結合在一起的組合，即使是使用高能粒子對撞機都無法將其撞開，其力量是顯而易見了。夸克因強力而結合成質子，同樣的，使質子和中子結合在一起的也是強力，所以想要將它們分開也並不容易。但是，原子核之中不僅有強力，還有著另外的一種力。
原子核之中的另外一種力就是電磁力。
電磁力在原子核之中是以「排斥力」的身份存在的，因為質子都帶有正電，原子核內有那麼多質子，相互之間自然是要產生排斥的。不過，對於大多數的原子而言，原子核內部的這種排斥力並不會影響到原子核的穩定性，因為電磁力與強力相比，要弱小很多。然而電磁力雖弱，但它是一種長程力，強力雖強，卻是一種短程力，強力的作用距離只有10的-15次方米。這意味著什麼呢？這意味著，在原子核內部，因為作用距離長，所以電磁力是可以疊加的，而作用距離很短的強力只能各自為政。
原子核內的強力不會發生變化，而與其相對的電磁力卻會因質子數量的增加而增大，所以當原子核內質子數量達到足夠多時，電磁力便可以與強力相抗衡了。
當原子核內的電磁力大到足以抗衡強力時，原子核內部的矛盾就達到了難以調和的程度，此時原子核就會變得極不穩定。不穩定肯定是不行的，那怎麼才能恢復穩定呢？很簡單，把鬧事的請出去，也就是扔出去幾個質子和中子。這就是衰變。為了維護穩定性而將質子和中子扔出去，這很好理解，可是為什麼一种放射性元素衰變時扔出去的質子和中子數量總是相等的呢？是什麼決定了到底該扔出去多少個質子和中子呢？
在想像中，原子核內的質子和中子應該是均勻分布的，但實際上不是。
原子核內的質子和中子是以結團的形式存在的，而最容易形成的結團就是α結團，也就是兩個質子和兩個中子，所以當一種元素向外扔出去一個α結團，就是發生了一次α衰變，減少了兩個質子和兩個中子，比如鈾238在發生α衰變後就會成為釷234。而氫的同位素氚，衰變時會將一個中子轉化為質子，所以1個質子2個中子的氚會衰變為2個質子1個中子的氦3，這被稱為β衰變。需要注意的是，衰變是一種隨機事件，任何一种放射性元素都可能在下一秒就發生衰變，也可能在10億年以後才衰變，至於半衰期，其所描述的只是一種概率。就好比有一種元素的半衰期為10年，那麼當我們有很多這種元素的時候，就會觀察到10年後大概有一半的元素髮生了衰變，但就單一一個元素而言，它100年不發生衰變也是正常的。
