Considérons une source radioactive contenant initialement N noyaux radioactifs. La demi-vie, ou « période » radioactive, est le temps au bout duquel la moitié du nombre de noyaux initial s'est désintégrée. C'est aussi, de façon équivalente, le temps au bout duquel l'activité a diminué d'un facteur 2.

La demi-vie est usuellement notée ou plus simplement T. C'est une caractéristique physique du nucléide radioactif considéré. Elle est indépendante du temps, c'est-à-dire ne dépend pas de l'« âge » de l'échantillon considéré.