Tia gamma ký hiệu là γ, là một loại bức xạ điện từ hay quang tử có tần số cực cao. Tia gamma không lệch về cực nào của tụ điện, bản chất như tia sáng. Tia gamma có bước sóng thấp nhất (<10−12 m) và tần số cao nhất (1020 - 1024 Hz) trong số các sóng điện từ vì vậy nó mang nhiều năng lượng nhất so với sóng radio, vi sóng, tia hồng ngoại, ánh sáng, tia cực tím, tia X. Năng lượng cao dẫn đến tia gamma có khả năng ion hóa mạnh trong môi trường vật chất. Khi tương tác ion hóa nó mất dần năng lượng và do đó không còn thuần nhất về bước sóng, đồng thời trong môi trường thì hiện ra vệt ion hóa dạng đường thẳng của từng photon. Vì thế trong nghiên cứu vật lý học nó được đề cập đến là "hạt" và không áp dụng được các phương pháp truyền thống cho sóng điện từ hay quang học. Khả năng ion hóa cao của tia gamma dẫn đến nó rất nguy hiểm với các sinh vật sống. Tia gamma sinh ra từ các phản ứng hạt nhân, gồm có:
Quá trình phân rã các đồng vị có tính phóng xạ, như đồng vị kali 40K; Tương tác giữa các hạt cơ bản, như quá trình hủy cặp electron-positron, hay va đập của neutron vào hạt nhân urani 235U gây vỡ hạt nhân này.