α衰变，又名阿尔法衰变，是一种放射性衰变（核衰变）发生α衰变时，一颗α粒子会从原子核中射出（附注：α粒子，又名阿尔法粒子，即氦-4核，42He，即一颗由2颗质子和2颗中子组成的原子核） α衰变发生后，原子核的质量数会减少4个单位，其原子序数也会减少了2个单位。
α衰变是一种核裂变，当中涉及量子物理学中的隧穿效应，和β衰变不同的是α衰变是由强核力力场产生和控制。
一颗α粒子带有5兆电子伏特的动能（约等于一颗α粒子的总能量的0.13%），其移动速度是每秒15，000公里，即是只达到5%光速（光速是时速1，079，252，848.8公里）由于α粒子相对大的质量，其+2的电荷，以及相对慢的移动速度，它们实在太容易就会和其他原子核和粒子反应及失去其能量，α粒子在几厘米厚度的空气内就会被吸收。
地球上大多数的氦气都是来自地下蕴藏的矿物，如铀和钍的α衰变产生的。
a衰变的本质是天然放射性元素(原子序数一般不小于83)的原子核中2个质子和2个中子结合在一起从原子核中放射出来，所以放射性元素的原子核发生a衰变后，质子数(核电荷数或原子序数)减小2，中子数也减小2，质量数(等于质子数加中子数，也叫核子数)一共减小4。
