放射性元素的大量原子核，有半数发生衰变所需要的时间，称之为该元素的半衰期。
半衰期是从统计意义上讲的。半衰期是指一个时间段T，在T这段时间内，一种不稳定同位素原子数发生衰变的概率为50%。
“50%的概率”是一个统计概念，仅对大量重复事件有意义。当原子数量“巨大”时，在T时间内将会有50%的原子发生衰变。
半衰期就是放射性物质质量衰减一半所需要的时间。
放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期（Half-life）。随着放射的不断进行，放射强度将按指数曲线下降，放射性强度达到原值一半所需要的时间叫做同位素的半衰期。原子核的衰变规律是：N=N0×(12)tT其中：N0是指初始时刻（t=0）时的原子核数，t为衰变时间，T为半衰期，N是衰变后留下的原子核数。放射性元素的半衰期长短差别很大，短的远小于一秒，长的可达数百亿年。
在物理学中，尤其是高中物理，半衰期并不能指少数原子，它的定义为：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。衰变是微观世界里的原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是无法预测的”，即对于一个特定的原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。然而。量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。而放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。
放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。
半衰期的定义是放射性元素有一半发生衰变所需要的时间，在医学上则指代药物在体内代谢一半的量所需要的时间。
每一种药物在体内都会经过各种化学反应，但是由于个体的差异或者每一个个体在不同时间段的代谢情况不同都会影响药物的半衰期。大多数药物主要在肝脏进行代谢，因此影响药物半衰期的主要因素就是肝脏内某些酶的活性高低。
药物每天的服用剂量以及间隔时间一般都是通过药物半衰期来制定的，因此药物半衰期对于临床用药有着相当的指导意义。
