الملوثات الإشعاعية هي عبارة عن مواد أو جسيمات تنطلق منها أشعة مشعة أو إشعاع. قد تتكون الملوثات الإشعاعية من عناصر مشعة مثل اليود-131 والسترونتيوم-90 والكيزيوم-137 والبلوتونيوم-239. وتشمل الملوثات الإشعاعية أيضًا مواد أخرى مشعة مثل الراديون والرادون والأشعة الكونية والأشعة الكهرومغناطيسية.
تتواجد الملوثات الإشعاعية في البيئة من مصادر طبيعية ومصادر اصطناعية. من المصادر الطبيعية يمكن ذكر الأشعة الكونية التي تأتي من الفضاء الخارجي، والإشعاع الأرضي الذي ينطلق من التربة والصخور، والغازات المشعة مثل الرادون.
أما المصادر الاصطناعية فتشمل النشاطات الصناعية والطبية والعسكرية. فمثلاً، يتكون اليود-131 كمنتج ثانوي من تفكك اليورانيوم في مفاعلات الطاقة النووية، ويتم استخدامه في الطب لعلاج أمراض الغدة الدرقية. كما تنطلق الملوثات الإشعاعية أيضًا من الانفجارات النووية وحوادث الطاقة النووية مثل حادث تشيرنوبل وحادث فوكوشيما.