原子核具有的阻碍自发衰变及裂变的能力。在天然及人工合成的2000多种核素中，有近300种是稳定的，而大部分是不稳定的。不稳定的原子核能自发地发射某种射线而衰变，变成稳定的原子核；一些重的不稳定的核可以自发地分裂成两个（少数情况下可分裂成三个或更多）质量相近的原子核（裂变），而最后变成稳定的原子核。

原子核的稳定性与原子核内的核子数A有关。A太大的核不稳定。现在自然界中存在的最重的核素是铀 235、铀238和少量的钚244，而它们都是不稳定的。原子核的稳定性与核的中子数N 和质子数Z的比有关。对于A＜40的核，N和Z大致相等时，原子核稳定；对于A＞40的核，N/Z＞1时，原子核才稳定，像铅208这样的重核，N/Z≈1.6时，原子核还可以是稳定的。实验还发现，在稳定的核素中，质子数和中子数都是偶数的原子核（偶偶核）最多，表明原子核中的中子和质子有各自成对的趋势；当原子核中的中子数或质子数分别为 2、8、20、28、50、82、126等幻数时，原子核显示出较大的稳定性(见核模型)。

β稳定线

把原子核按其质子数Z和中子数N标绘在Z-N平面上，发现具有β衰变稳定性的核素都集中在一条很狭窄的区域内，通过这个区域的中心可以作一条曲线，它称之为β稳定线。距离β稳定线越远的原子核，对于β衰变越不稳定。一般地说，β稳定线丰中子一侧的核素具有β-衰变的不稳定性;质子数偏离β稳定线过远的缺中子核素具有β+衰变的不稳定性。(见新核素的合成)

稳定岛

一种核模型理论预言，在中子数为180、质子数为114附近，有可能存在一些具有一定稳定性的超重原子核，这个区域叫做“稳定岛”。能否找到超重元素决定于这一理论的可靠性，目前这一预言还没有被实验证实。（见超重元素、超重核稳定岛）