的束缚能，因此可以发生双β衰变。对某些原子而言，这个过程把两个质子转换成中子，射出两电子中微子并吸收两轨道电子（双电子捕获）。若衰变物与衰变产物的原子质量差超过1.022 MeV/c（电子质量的两倍）的话，还可以发生另一衰变，捕获一轨道电子并射出一正电子。当质量差超过2.044 MeV/c（电子质量的四倍）时，可以射出两正电子。但这些理论衰变分支仍未被观测到。
已知双β衰变同位素.能发生双β衰变的自然产生同位素共有35种。若单β衰变因能量守恆被禁止的话，实际上就能够观测到双β衰