由核電荷數相同的放射性同位素組成的元素叫放射性元素。從原子核自發地放射出射線，這種性質叫做放射性。有放射性的天然同位素叫天然放射性元素。它們是釙（P0）、氡（Ru）、鈁（Fr）、鐳（Ra）、錒（Ac）、釷（Th）、鏷（Pa）和鈾（U）。
人工合成的（如用反應堆生產）有放射性的同位素，叫做人工放射性元素。例如，用α粒子轟擊鋁而得到的30P是人工放射性元素。在一千幾百種放射性同位素中，絕大部分是人工放射性元素。同一放射系的放射性同位素，在放射出射線時，原子核從不穩定向穩定轉化，這叫衰變。自然界中有鈾放射系、錒放射系和釷放射系三大天然放射性元素系。天然放射性元素的主要用途是：（1）用作核燃料，如鈾235、鈾233和钚239。（2）用作中子源，如釙210-鈹中子源、鐳226-鈹中子源。（3）用于醫療，如鐳或氡用于治療癌癥。人工放射性元素主要用作示蹤、輻射和衰變能的利用等。