原子核からベータ線（電子）が放射される現象。弱い力によって起きる原子核の放射性崩壊であり、原子核中の中性子が電子と反電子ニュートリノを放出して陽子に変わるβ^ー崩壊、陽子が陽電子と電子ニュートリノを放出して中性子になるβ^＋崩壊と、陽子が原子軌道上の電子を捕獲して中性子に変わり、電子ニュートリノと特性X線を放つ軌道電子捕獲が主なものである。

また、ベータ崩壊がほぼ同時に二回起こる現象を二重ベータ崩壊といい、ニュートリノも二つ放出する場合と、ニュートリノを放出しない場合が考えられる。後者はニュートリノが（マヨラナ型の）質量をもつ場合のみ起こり得るが、実験的にはまだ見つかっていない。