La radioattività fu scoperta dai coniugi Curie nel 1898, ma solo nel 1967 furono scoperte emissioni di raggi gamma provenienti dallo spazio.

Sono una forma di energia elettromagnetica, con emissione di fotoni molto energetici da parte del nucleo. La differenza tra i raggi Gamma e i raggi X è che, mentre i primi sono emessi dai nuclei, i secondi sono emessi dai salti elettronici ed hanno in genere meno energia.

Sono pericolose perché molto energetiche e difficilmente schermabili (km di aria o vari cm di piombo), anche se meno ionizzanti delle altre particelle. Z, A: Emissione di fotoni.

Il nucleo di un isomero nucleare occupa uno strato di energia superiore (nucleo più eccitato di quanto sia nello stato fondamentale).

In uno stato eccitato, uno o più dei protoni o neutroni del nucleo occupano un orbitale nucleare di energia superiore. Questi stati sono analoghi a stati eccitati degli elettroni negli atomi.

Il nucleo eccitato ad alta energia fotonica, decade emettendo raggi gamma.

Un isomero metastabile del nucleo di un atomo può anche decadere con conversione interna. Gli isomeri metastabili possono essere prodotti attraverso la fusione nucleare o altre reazioni nucleari. In queste reazioni nucleari, gli atomi eccitati rilasciano l'energia sotto forma di raggi gamma o di elettroni.

L'energia di eccitazione invece di essere emessa come raggi gamma, è usata per accelerare un elettrone del guscio atomico ed espellerlo dall'atomo.

Al contrario dei raggi Beta-, qui l'elettrone espulso viene dal guscio elettronico e non dal nucleo. Il nucleo trasferisce energia a un elettrone orbitale degli strati più bassi che eccitato è espulso.