A bomló atommagból héliumionok (alfa-részecskék) lépnek ki, amelyek közepes energiájúak (4-9 MeV). A közeg atomjainak ütközve az alfa-részecske az elektronburokból elektronokat szakít ki, s útját irányváltoztatás nélkül folytatja tovább. (Az alfa-részecske és az elektron közötti igen nagy tömegkülönbség miatt marad meg az eredeti irány) Előfordulhat az is, hogy az alfa-részecske nagy tömegű atommaggal ütközik (ez sokkal ritkább eset), így energiájának jelentős részét elveszti és mozgási irányát is megváltoztatja. Az eltalált atommag nagy sebességre tesz szert az ütközés következtében, s mivel elektronjai leszakadnak, maga ionizálódik. Az alfa-sugárzás áthatoló képessége nem nagy: levegőben néhány centiméter. Élettani hatása csak akkor jöhet számításba, ha az alfa-sugárzó izotóp a szervezetbe kerül. A kívülről érkező alfa-sugárzást a bőr is képes elnyelni.