알파 붕괴는 불안정한 핵자가 헬륨 원자핵을 방출하며 안정해지는 붕괴 과정이다.
알파 붕괴를 화학식으로 나타내면 다음과 같다.
\\large {}^N_XA \\to {}^{N-4}_{X+1}B + He^{2+}
알파선은 알파 붕괴를 통해 방출되는 고속의 헬륨 원자핵을 뜻한다.
직접 전리 방사선이며, 매우 무겁기 때문에 속도가 느려 투과율은
베타선보다도 낮아 종이 한 장도 뚫지 못하고 공기 중에서 몇cm밖에 가지 못한다. 그러나, 에너지가 매우 커서 체내에 들어오거나 알파선원에서 가까이 있으면 염색체 뿐만 아니라 세포 자체가 파괴되어버리며 큰 피해를 입힌다.