又称放射系、放射链、衰变系、衰变链。指一系列遗传相关的放射性核素，系中每一个放射性核素都是由前代的放射性核素通过α或β衰变产生。每个放射系有一个“始祖”核素，它具有最长的半衰期，系列终止于一个稳定核素。通常以“始祖”核素来命名这个系列，如自然界存在的238U系、235U系和232Th系。
天然放射系自然界存在三个主要放射系：①238U系，又称铀系或铀镭系；②235U系，又称锕系或锕铀系；③232Th系，又称钍系。由于这三个系的“始祖”核素的寿命和地球的年龄相近，所以这些核素还没有完全衰变掉。这些系列分别终止于稳定核素206Pb、207Pb和208Pb。如果核素以发射α粒子衰变，它的核电荷数（Z）减少2，中子数（N）减少2，即质量数（A）减少4；如果以发射β粒子衰变，Z增加1而A不变。因此在每一系列中各核素的A彼此间的差值都是4的倍数，可将上述三个放射系分别命名为4n＋2、4n＋3和4n放射系。
这三个放射系总共有49种核素，原子序数从92（铀）到80（汞），各系中都产生稀有气体氡。这三个放射系的建立和阐明，是20世纪初到30年代末放射化学和核物理学的主要成就。研究天然放射系所取得的经验，后来在研究人工放射系和裂变产物衰变链中得到了广泛的应用，至今对放射性化学研究仍具有指导作用。人工放射系即237Np系或称镎系、4n＋1放射系。由于这一放射系中寿命最长的成员237Np的半衰期只有2.14×106年，比地球的年龄短得多，它即使早期曾有一定数量存在，至今也已经衰减殆尽。这一放射系的成员都是在20世纪30年代末和40年代初通过人工核反应产生和研究确定的。20世纪50年代，科学家又发现这一放射系的成员以痕量存在于天然的钍矿物中。它们是由中子引起的核反应所产生的。
除了上述四个主要的放射系外，其他的分支放射系、重元素裂变产物衰变系的数目很多。
