Najliczniej występującymi w skorupie ziemskiej naturalnymi pierwiastkami promieniotwórczymi są uran oraz tor. Pozostałe pierwiastki promieniotwórcze są w większości produktami przemian tych dwóch pierwiastków. Rozpad jąder uranu i toru przebiega samoistnie na drodze przemian α i β. W ich wyniku tworzą się tzw. szeregi promieniotwórcze.
Szeregi promieniotwórcze to ciągi przemian promieniotwórczych, jakimi ulegają kolejne produkty rozpadów pierwiastków radioaktywnych. Szereg kończy się w chwili, gdy produktem którejś z kolei przemiany jest trwały nuklid - w przypadku uranu oraz toru są to izotopy ołowiu:
Spośród produktów powyższych szeregów promieniotwórczych najważniejszymi są rad i radon. Rad (odkryty przez Marię Skłodowską-Curie i Piotra Curie) był wykorzystywany w radioterapii.