天然存在的某些物質所具有的能自發地放射出α射線或β射線或γ射線的性質，稱為天然放射性。
放射性物品 標志
1896年，法國物理學家貝克勒爾在研究鈾鹽的實驗中，首先發現了鈾原子核的天然放射性。在進一步研究中，他發現鈾鹽所放出的這種射線能使空氣電離，也可以穿透黑紙使照相底片感光。他還發現，外界壓強和溫度等因素的變化不會對實驗產生任何影響。貝克勒爾的這一發現意義深遠，它使人們對物質的微觀結構有了更新的認識，并由此打開了原子核物理學的大門。
1898年，居里夫婦又發現了放射性更強的釙和鐳。由于天然放射性這一劃時代的發現，居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學獎。此后，居里夫婦繼續研究了鐳在化學和醫學上的應用，并于1902年分離出高純度的金屬鐳。因此，居里夫人又獲得了1911年諾貝爾化學獎。在貝可勒爾和居里夫婦等人研究的基礎上，后來又陸續發現了其它元素的許多放射性核素。
以上發現，有力地推動了放射性現象的理論研究和實際應用。