Un cambio nuclear es una alteración de la estructura del núcleo de un átomo. Esto puede ocurrir con la adición de partículas (como con la fusión), la eliminación de partículas (como con la fisión) o la Desintegración espontánea del átomo de un isótopo a otro.
En la fusión, dos átomos de un elemento relativamente ligero chocan con suficiente energía cinética que sus núcleos se fusionan, o fusionan, en un elemento nuevo, relativamente pesado. La fisión es el proceso opuesto. En la fisión, un núcleo pesado se divide y emite energía, formando dos átomos más ligeros en el proceso.
Otro tipo de cambio nuclear implica la alteración espontánea de un protón en un neutrón o de un neutrón en un protón. Este proceso puede cambiar el número de isótopo de un solo elemento, o puede convertir un átomo de un elemento en un átomo de otro elemento.
Los cambios nucleares no deben confundirse con los cambios químicos. Los cambios químicos ocurren cuando los electrones de los átomos interactúan entre sí de nuevas maneras. Durante los cambios químicos, los núcleos de los átomos involucrados no se alteran de ninguna manera. Sin embargo, para los cambios nucleares, los electrones son esencialmente ignorados, ya que juegan poco o nada en los procesos que tienen lugar en el corazón del átomo.