Rayonnement le moins pénétrant émis par les substances radioactives, sous la forme de noyaux d'hélium 4. Il avait été reconnu dès 1903 par Ernest Rutherford comme formé de particules chargées positivement et de masse proche de celle de l'atome d'hélium. La théorie de la désintégration alpha fut proposée en 1927 par George Gamow, Ronald Gurney et Edward U. Condon.
La réaction (A, Z) → (A — 4, Z — 2) + α est spontanée pour certains éléments naturels de nombre atomique supérieur à 82 et est observée pour des isotopes artificiels de Z plus petits. La période caractéristique d'une désintégration α est très variable d'un noyau à un autre, de la seconde pour le thorium 224 aux milliards d'années pour le thorium 232. Déclenchée par l'interaction forte, cette réaction est puissamment freinée par la répulsion électrostatique de deux charges positives. Son occurrence est une conséquence d'un effet tunnel quantique qui permet à une particule de vaincre une barrière énergétique classiquement infranchissable.
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