Radyoaktif maddeler, radyoaktivite seviyelerine ve özelliklerine göre çeşitli sınıflara ayrılabilir. Genellikle üç ana sınıfa ayrılırlar: 

• Alfa Radyoaktif Maddeler: Alfa parçacıkları (alfa tanecikleri) yayarak bozunurlar. Alfa parçacıkları, iki proton ve iki nötron içeren ağır iyonlardır. Bu parçacıklar, çevrelerine göre büyük bir etkileşim kesiti olduğu için insan cildi veya bir kağıt yaprağı gibi nispeten ince maddeler tarafından durdurulabilirler. Örnekler arasında radon gazı (Rn-222) yer alır. 
• Beta Radyoaktif Maddeler: Beta parçacıkları (beta tanecikleri) yayarak bozunurlar. Beta parçacıkları, pozitif (+) veya negatif (-) yüklü elektronlar (beta negatif bozunma) veya pozitif (+) yüklü pozitronlar (beta pozitif bozunma) olabilir. Beta parçacıkları, alfa parçacıklarına göre daha küçüktür ve insan cildi tarafından daha derinlemesine nüfuz edebilirler. Beta bozunmaları için örnekler arasında trityum (H-3) ve karbon-14 (C-14) yer alır. 
• Gama Radyoaktif Maddeler: Gama radyasyonu, yüksek enerjili elektromanyetik dalgalardır. Gama ışınları, daha derin nüfuz edebilir ve yoğun madde tarafından durdurulabilir. Gama radyasyonu, nükleer reaktörlerden veya radyoaktif izotoplar içeren medikal veya endüstriyel uygulamalardan kaynaklanabilir. 

Ayrıca, bazı radyoaktif maddeler nükleer fisyon veya nükleer füzyon yoluyla enerji üreten nükleer reaktörlerde veya nükleer silahların patlamasında kullanılabilir. Bu maddeler daha ayrıntılı sınıflandırmalara tabi tutulurlar, ancak bu sınıflandırmalar genellikle bilimsel ve endüstriyel uygulamaların ötesine geçer ve nükleer fizik ve mühendisliği konularını içerir.