放射性来源于天然放射性核素和人工放射性核素。
一、天然放射性核素
天然放射性核素由三部分组成：
1.三大天然放射系海水中，目前已发现U、Pa、Th、Ac、Ra、Fr、Rn、Po、Bi、Pb、Tl等11种元素计38种核素，它们属于铀系、锕系、钍系三大天然放射系，其中钍就有227Th、228Th、230Th、231Th、232Th、234Th六种。放射性核素在海水中浓度的表示有两种方法：①g/L；②apm/L。
2.宇宙射线与大气元素或其它物质作用的产物目前，已知这些产物有
3H、7Be、14C、26Al、32Si、32P、33P、35S、35Cl、37Cl和39Ar等，其中3H和
14C是由下列作用而产生的：
14N＋1n→12C＋3H
14N＋1n→14C＋1p
中子的来源是：大气中N2与O2在宇宙射线作用下，原子核发生裂变而产生。
宇宙射线是一种高速质子流。由于这种作用，在全球储存的氚已达3.5kg，储存的14C已达75t。
3.海洋中不成系的长寿命放射性核素有176Lu，147Sm，138La，87Rb，68Ga，
40K等，其浓度为10－4～10-12g/L之间，半衰期长达109～1016a。
二、人工放射性核素
主要来源有四个方面：
1.核武器爆炸强烈的核爆炸给大气、海洋、土壤带来严重的放射性污染，其产生的放射性核素来源于裂变产物、活化产物和残余物。
裂变产物——是指235U、239Pu分裂所形成的放射性碎片，裂变产物主要有89Sr、90Sr、90Y、95Zr、95Nb、103Ru、106Ru、131I、137Cs、140Ba、141Ce、144Ce等。
活化产物——是指核爆炸时生成的大量中子与空气、弹壳、土壤等物质发生核反应所产生的放射性核素，主要有32P、35S、51Cr、54Mn、55Fe、59Fe、57Co、58Co、60Co、65Zn、14C、3H等。如进行水下爆炸，产生的活化产物有35Cl、45Ca、35S、82Br、24Na、27Mg、42K等。
残余物——是指由于核反应不完全而剩下的放射性核燃料。
空中核爆炸产生大量放射性降落灰(尘埃)，这些降落灰进入海洋，是人工放射性核素的来源之一，最重要的降落灰元素有：90Sr、137Cs和55Fe，其次是65Zn、60Co、95Zr-95Nb、103Ru-103Rh、106Ru-106Rh、141Ce、144Ce等。近年来，由于禁止大气层核试验，直接来源于核爆炸的海洋放射性污染已明显减少。
2.核动力舰船和原子能工厂排放的放射性废物核潜艇开动后能产生多种放射性废物，包括放射性液体、树脂及固体废物等。主要有用过的燃料元件内的裂变产物和初级冷却剂中的腐蚀物，这些腐蚀物被中子活化而生成放射性的活化产物，另外还包括为净化放射性冷却剂而使用的离子交换树脂等。在核潜艇反应堆冷却水中就含有18F、24Na、51Cr、66Mn、60Co、65Ni、89Sr、90Sr、131I、137Cs、140Ba、144Ce等放射性核素。
目前，全世界有近五百座核电站，其中约有一半在海边。将放射性废物排入海洋最典型的例子是美国汉福特原子能工厂和英国温茨凯原子能工厂，这些老厂以每年几十万居里的放射性活度向河流及大海排放，造成严重的区域性放射性污染。
3.高水平固体放射性废物向海洋的投放自1946年以来，美国等核大国向太平洋等海域投放数以万计各种类型装有放射性废物的包装容器，估计放射性活度达1.5×104Ci。这些海底储罐一旦破裂，高水平的放射性废物即能直接污染大片海域，因为深海海水也在运动，其铅直交换速度也相当快，且深海还有生物，这些生物也能作一定距离的铅直运动，它们能成为放射性核素的运载者。
4.放射性核素的应用和事故放射性核素在医学、科研上的应用日益广
泛，在太空航行器、同位素能源发生器中都应用放射性材料，这些都有可能造成环境放射性污染；核潜艇和卫星火箭失事乃是导致海洋核污染的原因之一，核潜艇的反应堆有上百万居里放射性物质，一旦反应堆外壳破裂、泄漏，所造成的核污染将会十分严重。