La période radioactive, ou période d'un isotope radioactif, est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux de cet isotope initialement présents se désintègrent naturellement. Du point de vue d'un atome isolé, la période radioactive est une propriété statistique : c'est la durée à l’issue de laquelle le noyau de l'atome a une chance sur deux de s'être désintégré. Cette propriété ne dépend pas des conditions d'environnement, telles que température, pression, champs, mais uniquement de l'isotope considéré. Le nombre d’atomes d’un isotope radioactif qui se désintègrent naturellement pendant une certaine durée ne dépend donc que du nombre d’atomes initial. Par conséquent, la décroissance de ce nombre d’atomes suit une décroissance exponentielle.
La période ou demi-vie se mesure en secondes ; pour les périodes importantes, elles sont fréquemment données en années, il s'agit alors sauf mention contraire explicite de l'année julienne (symbole a) = 365,25 jours = 365,25 × 24 × 3 600 = 31 557 600 s exactement.
La période radioactive est quelquefois appelée période physique pour la distinguer de la période biologique, qui est le temps au bout duquel la moitié d’une quantité quelconque d’un isotope radioactif a été éliminée de l’organisme.