Um átomo é estável por causa de um núcleo balanceado que não contém energia em excesso. Se as forças entre os prótons e os nêutrons no núcleo estiverem desequilibradas, o átomo é instável. Os átomos estáveis retêm sua forma indefinidamente, enquanto os átomos instáveis sofrem decaimento radioativo. A maioria dos átomos que ocorrem naturalmente são estáveis e não se decompõem.
O núcleo de um átomo é composto de prótons e nêutrons. As forças dentro do núcleo de um átomo estável são equilibradas porque o núcleo contém o número adequado de prótons e nêutrons. Esses átomos são teoricamente resistentes a todas as formas de decaimento, exceto ao decaimento de prótons, que é uma forma hipotética de decaimento que nunca foi observada em um laboratório ou na natureza.
Átomos instáveis são radioativos e decaem após um certo tempo. Diferentes átomos instáveis decaem por meio de diferentes processos, como a ejeção de um próton ou nêutron; a conversão de um próton em um nêutron ou um nêutron em um próton; e a emissão do excesso de energia na forma de fótons. Em muitos casos, o átomo resultante ainda é instável. Este átomo então decai novamente para um novo átomo. O processo continua em uma cadeia de decadência até que uma forma estável seja alcançada.
