貝克勒爾發現了天然放射性。

1896年，法國物理學家亨利·貝可勒爾在研究磷光材料時發現，鈾鹽或金屬鈾能使附近包在黑紙裡的照相底片感光，從而推斷鈾可以不斷的自動放射出某種看不見的、穿透力相當強的射線。

一開始大家認為這種輻射類似剛發現的X光。但是物理學家的研究表明，這種輻射要比X光復雜。盧瑟福首先發現其衰變方式都依循著指數形式衰減，即存在半衰期。盧瑟福和他的學生弗雷德裡克·索迪最早發現許多的衰變會造成核嬗變，會使原子變成另一種原子。

根據已有的研究結果我們已經知道， 原子序數在84以上的所有元素都有天然放射性，小於此數的某些元素如碳、鉀等也有這種性質。

地球上天然放射性的原始核素是超新星核合成時的爆炸殘留物。這些核素的半衰期很長，在恆星吸積時留在星雲中直到現在。而半衰期短的放射性核素是由這些原始核素衰變而成的。宇宙射線核素也會造成自然界中少量的放射性核素。