Beim Gammazerfall wird harte elektromagnetische Strahlung (Gammastrahlung), die beim Übergang von Atomkernen aus einem angeregten Zustand in den Grundzustand oder einem Übergang von einem angeregten Zustand in einen Zustand mit niedrigerer Energie, emittiert.

Bei jedem derartigen Übergang zwischen zwei Energieniveaus strahlt der Kern ein Gammaquant ab wobei die Energie der Gammaquanten gleich der Energiedifferenz des Anfangs- und Endenergieniveaus des Kerns ist.

Als Folge der diskreten Energieniveaus des Kerns besitzt die Gammastrahlung ein Linienspektrum.

Beim Gammazerfall erfolgt nur ein Übergang eines angeregten Kerns in einen tieferen Energiezustand, die Kernladungszahl und die Massenzahl ändern sich nicht.

Eine weiterer Fall, wo Gammastrahlung auftritt, ist bei Kernreaktionen.