Alfa raspad je svojstvo tezih jezgara koja imaju maseni broj veci od 200 i redni broj veci od 82. Ova jezgra sastoje se iz veceg broja grupisanih nukleona (po dva protona i dva neutrona), odnosno alfa-cestica. Unutar grupisanih nukleona, grudvica (klastera), nuklearne sile su veceg intenziteta u odnosu na nuklearne sile koje djeluju izmedju klastera. Zbog takve konfiguracije jezgro je nestabilno i ono spontano tezi da se transformise u jezgro koje ima vecu stabilnost.Unutar jezgra, alfa-cestica se nalazi u potencijalnoj jami koja je predstavljena na slici. Oblik unutrasnje strane potencijalne krive odredjen je djelovanjem nuklearnih sila na alfa-cesticu, a oblik njene vanjske strane odredjen je kulonovskom interakcijom emitovane alfa-cestice i novonastalog jezgra. Energija alfa-cestice, unutar jezgra, iznosi oko 6 MeV i ona je manja od visine potencijalne barijere. Prema zakonima klasicne fizike alfa-cestica ne moze da napusti barijeru. Medjutim, na osnovu zakona kvantne mehanike postoji vjerovatnoca da alfa-cestica prodje kroz barijeru. Prolazak alfa-cestice kroz potencijalnu barijeru naziva se tunel efekat. Vjerovatnoca tunelovanja zavisi od visine i sirine potencijalne barijere i od kineticke energije alfa-cestice unutar jezgra.

Alfa raspad nastaje kada jezgro emituje cestice koje se sastoje od dva protona i dva neutron, a to su jezgra atoma helijuma, ₂He⁴. Pri tome jezgro se transformise u neko drugo jezgro koje ima dva protona manje i ciji je atomski broj za cetiri manje. Alfa raspad se predstavlja sljedecom reakcijom:

_ZX^A            _Z-2X^A-4 + ₂α⁴

     Pocetno jezgro, _ZX^A, naziva se jezgro-roditelj, a novonastalo jezgro se naziva jezgro-potomak.

      Broj nukleona na lijevoj strain reakcije jednak je zbiru nukleona na desnoj strain reakcije. Ocigledno, broj nukleona se odrzava u nuklearnoj reakciji.

      Pri alfa-raspadu nastaju alfa-cestice cije su kineticke energije reda velicine nekoliko MeV-a i brzine do 10⁷ m/s. Pri prolazu kroz supstancu njihova energija se smanjuje. Zbog relativno male kineticke energije ove cestice imaju mali domet, pa ih moze zaustaviti i list hartije. Pri prolazu kroz supstancu izazivaju jonizaciju, pa su alfa-cestice dobar jonizator.