In fisica nucleare un raggio gamma (γ) è una forma penetrante di radiazione elettromagnetica derivante dal decadimento radioattivo dei nuclei atomici. È costituito dalle onde elettromagnetiche a lunghezza d'onda più corta, anche di quella dei raggi X, e impartisce la più alta energia fotonica.
Sono onde ad alta energia capaci di danneggiare le molecole che compongono le cellule, portandole a sviluppare mutazioni genetiche o addirittura alla morte.
Sulla Terra possiamo osservare sorgenti naturali di raggi gamma sia nel decadimento dei radionuclidi, sia nelle interazioni dei raggi cosmici con l'atmosfera; più raramente anche i fulmini producono questa radiazione.