Radioaktywność została odkryta przez francuskiego naukowca Antoine Henri Becquerela w 1986 roku praktycznie przez przypadek, podczas gdy badał on fluorescencję podwójnego uranu i siarczanu potasu. Odkrył on, że uran spontanicznie emitował tajemnicze promieniowanie. Później okazało się, że inne pierwiastki oprócz uranu również posiadają tę zdolność do emitowania promieniowania bez wcześniejszego wzbudzenia. Właściwość tę nazwano promieniotwórczością.
Prawdopodobnie najistotniejsze, jeśli chodzi o charakterystykę innych substancji promieniotwórczych, były badania przeprowadzone przez Pierre’a i Marię Curie
Takie odkrycie zapoczątkowało wielką liczbę badań na ten temat. Być może najistotniejszymi z nich, jeśli chodzi o charakterystykę innych substancji radioaktywnych, były te prowadzone przez Pierre’a i Marie Curie, małżeństwo, które również było Francuzami. W 1898 roku odkryli oni polon i rad.
Natura emitowanego promieniowania i zjawisko radioaktywności były przedmiotem badań w Anglii przez Ernesta Rutherforda, a w mniejszym stopniu przez Fredericka Soddy’ego. Wkrótce odkryto, że emitowane promieniowanie może być trzech różnych typów, zwanych alfa, beta i gamma, oraz że na końcu procesu pierwotny atom radioaktywny ewoluuje w atom o innej naturze; to znaczy, że nastąpiła transmutacja z jednego gatunku atomu w inny. Mówi się również (jest to część obecnej technologii), że atom radioaktywny doświadczył rozpadu.
Radioaktywność jest reakcją jądrową „spontanicznego rozpadu”. Oznacza to, że niestabilny nuklid rozpada się na bardziej stabilny, emitując przy tym „promieniowanie”. Nuklid potomny, który powstaje w wyniku tego rozpadu może nie być stabilny, a więc rozpada się na trzeci, który następnie może kontynuować proces, aż w końcu powstanie stabilny nuklid. Kolejne nuklidy z grupy rozpadów, które tworzą serię lub rodzinę promieniotwórczą.
Pierwsze laboratoryjne wytworzenie sztucznego izotopu promieniotwórczego miało miejsce w 1934 roku, dzięki Frédericowi Joliot i jego żonie Irenie Curie, córce małżeństwa Curie
Można uznać, że wszystkie izotopy z pierwiastków o liczbie atomowej równej lub większej od 84 (polon jest pierwszym z nich) są promieniotwórcze (promieniotwórczość naturalna), ale że, obecnie można otrzymać w laboratorium izotopy promieniotwórcze z pierwiastków, których naturalne izotopy są stabilne (promieniotwórczość sztuczna)
Pierwsza laboratoryjna produkcja sztucznego izotopu promieniotwórczego (czyli odkrycie promieniotwórczości sztucznej) miała miejsce w 1934 roku, dzięki Frédericowi Joliot i jego żonie Irenie Curie, córce małżeństwa Curie.
