Peluruhan beta adalah peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel beta (elektron atau positron). Pada kasus pemancaran sebuah elektron, peluruhan ini disebut sebagai peluruhan beta minus (β−), sementara pada pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus (β+).
Pada tingkatan partikel dasar, peluruhan beta terjadi karena konversi sebuah quark bawah menjadi sebuah quark atas oleh pemancaran sebuah boson W.
Pada peluruhan β−, interaksi lemah mengubah sebuah netron menjadi sebuah proton ketika sebuah elektron dan sebuah anti-neutrino dipancarkan:
Elektron yang dipancarkan bukanlah elektron orbital. Juga bukan elektron yang semula berada di dalam inti atom, karena asas ketidakpastian melarang elektron hadir di dalam inti atom. Elektron tersebut “diciptakan” oleh inti atom dari energi yang ada. Jika beda energi diam antara kedua inti atom sekurang-kurangnya E=mc², maka hal tersebut memang mungkin terjadi.
Dalam peluruhan β+, sebuah proton dikonversi menjadi sebuah netron, sebuah positron dan sebuah neutrino:
Jadi, tidak seperti peluruhan beta minus, peluruhan beta plus tidak dapat terjadi dalam isolasi, sebab harus ada suplai energi dalam proses “penciptaan” massa, karena massa netron (sebagai inti anak) ditambah massa positron dan neutrino lebih besar daripada massa proton (sebagai inti induk).
Jika proton dan netron merupakan bagian dari inti atom, proses peluruhan men-transmutasikan satu elemen kimia ke dalam bentuk lainnya. Sebagai contoh: