定义为：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。衰变是微观世界里的原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是无法预测的”，即对于一个特定的原子，只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。而放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。