Пери́од полураспа́да, промежуток времени T_1/2, в течение которого квантовая система (атом, атомное ядро, частица и др.) распадается с вероятностью ¹/₂. Если рассматривается ансамбль независимых квантовых систем, то в течение одного периода полураспада число нераспавшихся квантовых систем уменьшается в среднем в 2 раза.

Число N нераспавшихся квантовых систем с течением времени t уменьшается по экспоненциальному закону: N = N₀exp(–λt), где N₀ – число нераспавшихся систем в начальный момент времени, λ – постоянная распада. Величина τ = 1/λ называется средним временем жизни квантовой системы. Период полураспада связан с τ и λ следующим соотношением:
T_1/2 = τ ln2 = 0,693/λ.

Период полураспада является характеристической величиной радионуклида, что лежит в основе радиоуглеродных методов датирования, а также методов определения изотопного геологического возраста горных пород. Периоды полураспада различных радионуклидов лежат в широком диапазоне: ²³⁸U – 4,5 млрд лет, ¹⁴C – 5,7 тыс. лет, ²⁶¹Db – 1,8 с. Период полураспада свободного нейтрона составляет 614 с, мюона – 1,5·10^–6 с.