Le rayonnement alpha (α) est celui qui émet la plus grande particule. Le noyau instable émet deux protons et deux neutrons, éjectant ainsi un noyau d'hélium de son propre noyau. La particule alpha parcourt une petite distance, mais sa force d'ionisation est puissante. Une particule alpha ne parvient pas à traverser une feuille de papier.