Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn điến sự biến đổi của chúng thành các hạt khác.

Thí dụ: Hai hạt nhân A và B tương tác với nhau và biến thành các hạt nhân C và D. Phương trình của phảng ứng này được viết như sau:

A + B ® C + D (9-5)

Trong số các hạt này có thể có hạt đơn giản hơn hạt nhân (hạt sơ cấp như nuclôn, êlectron,phôtôn...)

Trong tự nhiên, thí dụ trong khí quyền bị bắn phá bởi các tia vũ trụ luôn luôn xảy ra các phản ứng hát nhân.

TRường hợp riêng của phản ứng hạt nhân là sự phóng xạ: Vế trái của phương trình (9-5*) chỉ có một hạt A gọi là hạt nhân mẹ.

A ® B + C (9-5*)

Nếu B là hạt nhân mới thì nó được gọi là hạt nhân con: C là hạt a hạơc b.