Eine Zerfallsreihe ergibt sich, wenn man der nach einem radioaktiven Zerfall entstehende Atomkern ebenfalls radioaktiv ist und weiter zerfällt – verfolgt man diesen Prozess, bis ein stabiler Kern erreicht wird, spricht man von einer Zerfallsreihe.
In der Natur kommen bei den schweren Elementen heute drei verschiedene Zerfallsreihen vor, die von den Uranisotopen 238U und 235U sowie vom Thoriumisotop 232Th ausgehen (die Abb. zeigt die beiden U-Zerfallsreihen). Sie enden stets bei einem stabilen Bleiisotop. Innerhalb einer Zerfallsreihe können sowohl Alpha- als auch Betazerfälle stattfinden. Zudem sind Verzweigungen möglich, d. h. ein Kern kann auf zwei verschiedene Arten und in zwei verschiedene Elemente zerfallen.
