又稱放射系、放射鏈、衰變系、衰變鏈。指一系列遺傳相關的放射性核素，系中每一個放射性核素都是由前代的放射性核素通過 α或β衰變產生。每個放射系有一個“始祖”核素，它具有最長的半衰期，系列終止於一個穩定核素。通常以“始祖”核素來命名這個系列，如自然界存在的238U系、235U系和232Th系。
天然放射系 自然界存在三個主要放射系：①238U系，又稱鈾系或鈾鐳系；②235U系，又稱錒系或錒鈾系；③232Th系，又稱釷系。由於這三個系的“始祖”核素的壽命和地球的年齡相近，所以這些核素還沒有完全衰變掉。這些系列分別終止於穩定核素206Pb、207Pb和208Pb（圖1、2、3）。如果核素以發射 α粒子衰變，它的核電荷數(Z)減少2，中子數(N)減少2，即質量數(A)減少4；如果以發射β-粒子衰變，Z增加1而A不變。因此在每一系列中各核素的A彼此間的差值都是4的倍數，可將上述三個放射系分別命名為4n+2、4n+3和4n放射系。這三個放射系總共有49種核素，原子序數從92（鈾）到80（汞），各系中都產生稀有氣體氡。這三個放射系的建立和闡明，是20世紀初到30年代末放射化學和核物理學的主要成就。研究天然放射系所取得的經驗，後來在研究人工放射系和裂變產物衰變鏈中得到瞭廣泛的應用，至今對放射性化學研究仍具有指導作用。
人工放射系 即237Np系或稱镎系、4n+1放射系（圖4）。由於這一放射系中壽命最長的成員237Np的半衰期隻有2.14×106年，比地球的年齡短得多，它即使早期曾有一定數量存在，至今也已經衰減殆盡。這一放射系的成員都是在20世紀30年代末和40年代初通過人工核反應產生和研究確定的。50年代，科學傢又發現這一放射系的成員以痕量存在於天然的釷礦物中。它們是由中子引起的核反應所產生的。
除瞭上述四個主要的放射系外，其他的分支放射系、重元素裂變產物衰變系的數目很多，如
進入
232Th 系，
進入
235U系；鈾裂變產物
（穩定）。