Χρόνος ημιζωής ενός ραδιενεργού υλικού ονομάζεται το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να διασπαστούν οι μισοί από ένα δεδομένο πλήθος ραδιενεργών πυρήνων μιας ποσότητας του υλικού.

Κάθε στοιχείο και κάθε ισότοπο ενός ραδιενεργού στοιχείου έχει τη δική του χαρακτηριστική τιμή χρόνου ημιζωής.

Ο χρόνος ημιζωής ορισμένων στοιχείων είναι μικρός, λόγου χάρη είναι 12 δευτερόλεπτα για το βάριο-143, 8 ημέρες για το ιώδιο-131, ενώ άλλων στοιχε'ίων μπορεί να είναι πολύ μεγάλος, όπως 5730 χρόνια για τον άνθρακα-14 και 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια για το ουράνιο-238.