α射线亦称α粒子束，高速运动的氦原子核。α粒子由2个质子和2个中子组成。它的静止质量为 $6.64×10^{-27}$ 千克，带电量为 $3.20×10^{-19}$ 库。 物理学中用He表示α粒子或氦核。卢瑟福首先发现天然放射性是几种不同的射线。他把带正电的射线命名为α射线；带负电的射线命名为β射线。在以后的一系列实验中卢瑟福等人证实α粒子即是氦原子核。
只释放出α粒子的放射性同位素在人体外部不构成危险。然而，释放α粒子的物质(镭、铀等等)一旦被吸入或注入，那将十分危险，它能直接破坏细胞内的DNA。
非弹性
非弹性碰撞(inelastic impact) ，可引起介质原子电离(ionization)和激发(excitation)，α粒子与原子的壳层电子发生库仑作用，使其获得能量。当电子获得足以克服原子核对他束缚的能量时，就能脱离原子而成为自由电子，形成了自由电子和正离子组成的电子对，这种现象称为电离（初级电离）。当这些自由电子的动能足够大（称为δ电子）时，还能引起其他原子的电离（次级电离）。外层电子束缚较松，因而被电离的概率较大，如果是内层电子被电离，留下的空穴会由外层电子填充而发射原子特征X射线，或称标识X射线(characteristic X-ray)。
如果在相互作用过程中，壳层电子获得的能量不足以使它脱离原子而成为自由电子，而仅仅使电子从低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态，这种相互作用就称为激发。受激的原子随即发射出一定能量的X射线而回到基态。该激发能也可传递给核外电子，使该电子获得足够的能量逃离原子核的束缚而成为一个自由电子（即俄歇电子），此过程称为俄歇效应。
弹性
α粒子在物质中运动时，还会受到原子核及核外电子的库仑场与核力场的相互作用，从而改变其运动方向，这种现象称之为散射。根据散射前后α粒子和散射核的总动能是否守恒可分为弹性散射和非弹性散射。
α粒子可以与核外电子发生弹性碰撞(elastic impact/collision)，要求α粒子传递给核外电子的能量小于其最低激发能；α粒子也可与原子核发生弹性碰撞，α粒子损失能量，而原子核获得动能发生反冲，引起晶格原子位移形成缺陷，即引起辐射损伤。称为核碰撞能量损失或从吸收介质的作用来讲称为核阻止。
核反应及库仑
核反应(nuclear reaction)：α粒子引起核反应的概率相当小，它与Be、B、F、Li、Na、O等元素相互作用发生(α，n)反应时将产生中子，这是目前制备同位素中子源的主要方法。
库仑激发(Coulomb excitation)：α粒子与原子核之间的库仑相互作用可能引起介质原子核从基态跃迁到激发态，称为库仑激发。