Nel decadimento beta, un neutrone all'interno del nucleo atomico instabile subisce una trasformazione, convertendosi in un protone, un elettrone (particella beta) e un antineutrino. L'elettrone o il positrone emessi come radiazione beta possiedono l'energia rilasciata durante questa trasformazione, meno l'energia portata via dall'antineutrino.
Pertanto, i raggi beta sono composti da particelle cariche (elettroni o positroni) dotate sia di energia che di massa, non di pura energia nel senso delle onde elettromagnetiche come i raggi gamma o i fotoni.