Uma partícula alfa é composta de dois prótons e dois nêutrons. Uma partícula alfa é comum no campo da física nuclear porque é uma das três partículas emitidas durante o decaimento radioativo. As três partículas emitidas durante o decaimento radioativo são alfa, beta e gama.
As partículas alfa tornaram-se conhecidas graças ao uso de Ernest Rutherford de partículas alfa como projéteis com folha de ouro servindo como alvo. Este experimento levou à descoberta da estrutura do átomo. Rutherford concluiu que os átomos tinham núcleos densos com carga positiva e elétrons mais leves com carga negativa orbitando-os. A maioria das partículas alfa passou pela folha de ouro com facilidade. No entanto, em casos raros, as partículas colidiram ou chegaram perto do núcleo e foram desviadas em ângulos amplos. Isso levou à conclusão de Rutherford de que o núcleo de um átomo continha um núcleo minúsculo e extremamente denso.