Une chaîne de désintégration, ou chaîne radioactive, ou désintégration en cascade, ou encore filiation radioactive, désigne une série de désintégrations, apparaissant par transformation spontanée d'un radioisotope instable, permettant d'arriver à un élément chimique dont le noyau atomique est stable (c'est-à-dire non radioactif). Les chaînes de désintégration s'arrêtent généralement au plomb (Pb) car c'est l'élément le plus lourd possédant des isotopes stables.