Radioaktivní izotop (radioizotop) je izotop prvku, který je nestabilní a samovolně se rozpadá (mění) na jiný prvek (či jiný izotop téhož prvku) a při tom vysílá (emituje) ionizující záření. Doba, za kterou se rozpadne právě polovina množství izotopu (nezávisle ne jeho počátečním množství), se nazývá poločas rozpadu a je pro daný izotop charakteristická, u různých atomů se pohybuje od zlomku vteřin po tisíce let).
Řada radioizotopů se vyskytuje v přírodě (např. rádium, radon), jiné se připravují uměle.
V medicíně se používá celá řada radioizotopů, přípravky určené k (injekčnímu) podání se souhrnně nazývají radiofarmaka. Používají se jak v diagnostice (scintigrafie, PET), tak i v léčbě (systémová radioterapie). Radioaktivní látky se používají rovněž k brachyradioterapii nebo jsou zdrojem záření v kobaltovém či cesiovém ozařovači.
