Desintegración alfa, tipo de desintegración radiactiva en la que algunos núcleos atómicos inestables disipan el exceso de energía expulsando espontáneamente una partícula alfa. Como las partículas alfa tienen dos cargas positivas y una masa de cuatro unidades, su emisión desde los núcleos produce núcleos hijos que tienen una carga nuclear positiva o un número atómico dos unidades menor que sus padres y una masa de cuatro unidades menos. Así, el polonio-210 (número de masa 210 y número atómico 84, es decir, un núcleo con 84 protones) decae por emisión alfa a plomo-206 (número atómico 82).
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La velocidad y, por tanto, la energía de una partícula alfa expulsada de un núcleo dado es una propiedad específica del núcleo padre y determina el rango o la distancia característica que recorre la partícula alfa. Aunque son expulsadas a una velocidad de una décima parte de la de la luz, las partículas alfa no son muy penetrantes. Tienen un alcance en el aire de sólo unos centímetros (lo que corresponde a un rango de energía de unos 4 millones a 10 millones de electronvoltios).
Los principales emisores alfa se encuentran entre los elementos más pesados que el bismuto (número atómico 83) y también entre los elementos de tierras raras, desde el neodimio (número atómico 60) hasta el lutecio (número atómico 71). Las vidas medias de la desintegración alfa oscilan entre un microsegundo (10-6 segundos) y unos 1017 segundos (más de 3.000 millones de años).