التفاعل الإشعاعي هو عملية تفاعل كيميائي ينتج عنها إطلاق طاقة إشعاعية. يحدث هذا النوع من التفاعلات عند تعرض المواد لنوع معين من الإشعاع، مثل الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الإشعاع النووي. ويستخدم هذا النوع من التفاعلات في العديد من التطبيقات، مثل صناعة الطاقة النووية، والتشخيص الطبي باستخدام الأشعة الكهرومغناطيسية، والتعقيم، وعلاج سرطانات الأورام الخبيثة.
بالإضافة إلى ذلك، يحدث التفاعل الإشعاعي عند تعرض المادة لإشعاع قادر على تحطيم جزيئاتها، مثل الأيونية والذرية والجزيئية. ويمكن استخدام هذه الخاصية في تقييم خصائص المواد ودراسة تأثير الإشعاع عليها، وتعديل هذه الخصائص عند الحاجة.
ويعتبر التفاعل الإشعاعي جزءًا أساسيًا من الكيمياء الفيزيائية حيث تحدث تلك العملية عندما تتفاعل المواد مع الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الإشعاع النووي، وهذا النوع من التفاعلات يستخدم في دراسة تأثير الإشعاع على المواد وتطبيق الإشعاع بشكل صحيح وآمن في العديد من المجالات الطبية والصناعية.