Phân rã alpha hay Phân rã α là một loại phân rã phóng xạ trong đó một hạt nhân nguyên tử phát ra một hạt alpha và qua đó biến đổi (hay "phân rã") bị giảm cả số hiệu nguyên tử lẫn số neutron đi 2 đơn vị, còn số khối lượng bị giảm mất 4 đơn vị. Ví dụ:
23892U → 23490Th + 42He2+ hay có thể viết là:
23892U → 23490Th + α Hạt alpha gồm hai proton và hai neutron liên kết với nhau thành một hạt giống hệt hạt nhân nguyên tử heli 2 4 He {\displaystyle _{2}^{4}{\hbox{He}}} . Tia alpha là chùm của các hạt 2 4 He {\displaystyle _{2}^{4}{\hbox{He}}} bay ra với vận tốc khoảng 2*107 (m/s), đi được vài centimet trong không khí và vài micromet trong chất rắn.