นิวไคลด์กัมมันตรังสี (อังกฤษ: radionuclide) คืออะตอมที่มีนิวเคลียสที่ไม่เสถียร มีพลังงานสูงมากจนสามารถสร้างอนุภาคกัมมันตรังสีขึ้นใหม่ภายในนิวเคลียสหรือโดยผ่านการแปลงภายในก็ได้ ระหว่างกระบวนการนี้เราจะเรียกว่านิวไคลด์กัมมันตรังสีนั้นกำลังเกิดการสลายให้กัมมันตรังสี ซึ่งทำให้เกิดการเปล่งรังสีแกมมา และ/หรือ อนุภาคย่อยของอะตอม เช่น อนุภาคอัลฟาหรืออนุภาคบีตา[1] การเปล่งรังสีเช่นนี้สามารถเกิดจากการแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออนก็ได้ นิวไคลด์กัมมันตรังสีสามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ หรือถูกสร้างขึ้นได้เช่นกันนักเคมีและนักฟิสิกส์มักเรียกนิวไคลด์กัมมันตรังสีว่า ไอโซโทปกัมมันตรังสี หรือ radioisotope ไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิตที่เหมาะสมมีบทบาทสำคัญยิ่งในเทคโนโลยีหลายชนิด (เช่น การรักษาด้วยนิวเคลียร์ (nuclear medicine)) อย่างไรก็ดี นิวไคลด์กัมมันตรังสีอาจทำให้เกิดโทษมหันต์ต่อสุขภาพด้วยเช่นกัน