물질을 구성하는 가장 작은 입자단위를 ‘원자’라고 하는데, 이러한 원자는 ‘양성자’와 ‘중성자’로 이루어진 ‘핵’, 그리고 핵 주변을 돌고 있는 ‘전자’로 구성된다. 대부분의 원자는 안정된 상태를 유지하지만, 일부 원자는 안정된 상태일 때보다 많은 에너지를 가지고 있어 불안정한 상태로 있기도 한다. 이렇게 불안정한 원자는 양성자, 중성자, 전자 중 일부와 에너지를 밖으로 내보내 안정한 상태가 되려고 하는데, 이런 과정을 ‘방사능 붕괴’라고 한다. 방사능 붕괴를 하는 불안정한 원자군을 ‘방사성핵종’이라 하고, 이 방사성핵종을 일정 비율 이상 갖고 있는 물질을 ‘방사성 물질’이라 한다.
일부 불안정한 원자가 안정상태를 유지하려는 과정이 방사능 붕괴이고, 불안정한 원자군이 방사성핵종이며, 이것을 일정 비율 이상 갖고 있는 물질을 ‘방사성 물질’이라 한다.