有另一种原子核的原子，则称此衰变为核嬗变。若为中子数的改变，则衰变后的产物为同种元素的另一种同位素；若为质子数的改变，则衰变后的产物为另一种不同的化学元素。最早发现的衰变种类是α衰变、β衰变、γ衰变。α衰变是原子核放出α粒子（氦原子核），是最常见释放核子的衰变，不过原子核偶尔也会释放质子，或者释放其他特殊的核子（称为）。β衰变是原子核释放电子（或正子）及反微中子，会将质子转变为中子（或是将中子转变为质子） 。核子也可能捕获轨道上的电子，使质子转变为中子，这为电子捕获，上述的衰变都属于核嬗变。相反的，