Les principaux types de transformations nucléaires sont les désintégrations radioactives alpha, beta, ou gamma, spontanées, la fission (généralement induite), et la fusion (nécessitant une température et une pression très élevées).
On représente généralement une transformation nucléaire par une équation bilan.
Les transformations nucléaires sont des réactions qui se déroulent à l'intérieur du noyau d'un atome et qui entraînent le dégagement d'une très grande quantité d'énergie : l'énergie nucléaire.
Si l'espèce chimique ne se conserve pas ni les éléments chimiques, alors il s'agit d'une transformation nucléaire.
Dans les étoiles ce sont des réactions de fusion qui ont lieu entre deux noyaux d'hydrogène et l'on obtient un noyau d'hélium.
Dans les centrales nucléaires, ce sont des réactions de fission.