ธาตุกัมมันตรังสี หมายถึง ธาตุที่มีองค์ประกอบในนิวเคลียสไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดการสลายตัว หรือการปล่อยรังสีของธาตุอยู่ตลอดเวลา มักเป็นธาตุที่มีมวลมากหรือมีเลขอะตอมสูงเกิน 82 โดยรังสีที่แผ่ออกมา ได้แก่ รังสีแอลฟา รังสีบีตา และรังสีแกมมา
1. ทางอุตสาหกรรม ใช้หารอยรั่วของท่อ รอยร้าวของแผ่นโลหะ หรือใช้ควบคุมความหนาแน่นของแผ่นโลหะ
2. ทางการเกษตร ใช้ปรับปรุงพันธุ์พืช วิจัยปุ๋ย วิจัยโคนม การถนอมอาหาร หรือศึกษาการปรุงอาหารของพืช
3. ทางการแพทย์ ใช้รักษาโรคมะเร็ง ตรวจการไหลเวียนของโลหิต
4. การหาวัตถุโบราณ หรือการหาอายุโลก จะใช้คาร์บอน – 14 และยูเรเนียม (Uranium-lead dating)
5. ด้านการถนอมอาหาร ใช้ทำลายแบคทีเรียในอาหาร ช่วยให้อาหารเก็บได้นานขึ้น
6. ด้านพลังงาน ใช้ความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ต้มน้ำให้กลายเป็นไอ เพื่อหมุนกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า