Rozpad gamma jest procesem promieniotwórczym, polegającym na emisji wysokoenergetycznych kwantów promieniowania elektromagnetycznego, czyli fotonów.
W procesie tym jądro atomu przechodzi ze stanu o wyższej energii (stanu wzbudzonego) do stanu o energii niższej, np. stanu podstawowego. Energie wyemitowanych fotonów muszą więc być równe różnicy energii jądra atomu w odpowiednich stanach. Energia jądra atomowego w danym stanie jest skwantowana, co powoduje, że widmo rozkładu energii cząstek γ jest widmem dyskretnym.
Równanie reakcji rozpadu gamma ma postać:
\( ^{A} _{Z} X ^{*} \rightarrow ^{A} _{Z}X+ \gamma \)
gdzie: X* – jądro w stanie wzbudzonym, X – jądro w stanie o niższej energii, A – liczba masowa, Z – liczba atomowa, γ – foton.
Jak wynika z przedstawionego równania reakcji, rozpad γ nie zmienia położenia pierwiastka w układzie okresowym, gdyż nie ulega tu zmianie liczba atomowa. Przemiana γ jest z reguły spowodowana zachodzącymi wcześniej reakcjami rozpadów α i β, w wyniku których może powstać jądro w stanie wzbudzonym.
Rys. Schemat procesu rozpadu gamma.