คำว่า "กัมมันตภาพรังสีธรรมชาติ" หมายถึงแหล่งกัมมันตภาพรังสีใด ๆ ที่ไม่ได้ผลิตขึ้นเอง แหล่งกัมมันตภาพรังสีธรรมชาติที่สำคัญ ได้แก่ รังสีคอสมิกรังสีจากพื้นโลกและรังสีจากวัตถุในร่างกายมนุษย์ ในขณะที่รังสีระดับสูงที่ผลิตโดยอุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นจะทำการฆ่าเซลล์ของมนุษย์และอาจก่อให้เกิดมะเร็ง แต่ระดับต่ำที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติไม่พบว่ามีผลกระทบต่อสุขภาพ มนุษย์ทุกคนได้รับรังสีธรรมชาติเฉลี่ยปีละ 2.4 มิลลิวินาที (mSv) แม้ว่าจำนวนนี้จะแตกต่างกันไปตามตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และอาชีพ
การแผ่รังสีคอสมิคประกอบด้วยอนุภาคของอะตอมจากนอกโลกส่วนใหญ่เป็นโปรตอนและนิวเคลียสของไฮโดรเจน ดวงอาทิตย์ยังเปล่งรังสีออกมาในช่วงที่แสงอาทิตย์พัด เมื่ออนุภาคที่มีประจุเหล่านี้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกพวกมันจะชนกับอะตอมและโมเลกุลของบรรยากาศเพื่อสร้างอนุภาค subatomic ประเภทอื่นและไอโซโทปกัมมันตรังสีรวมถึงคาร์บอน -14
ไอโซโทปขององค์ประกอบที่กำหนดจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่จำนวนนิวตรอนจะแตกต่างกัน Carbon-14 มีนิวเคลียสที่ประกอบด้วย 6 โปรตอนและ 8 นิวตรอนทำให้มีทั้งหมด 14 อนุภาคนิวเคลียร์ ไอโซโทปนี้มีกัมมันตภาพรังสีซึ่งหมายความว่ามันจะผ่านการสลายตัวตามธรรมชาติและปล่อยอนุภาคออกมา Carbon-14 ปล่อยอิเล็กตรอนออกมาสลายตัวลงในไอโซโทปเสถียรของไนโตรเจน -14 ในช่วงเวลาที่แน่นอน วัสดุที่มีคาร์บอน -14 สามารถวางในเวลาทางธรณีวิทยาโดยใช้กระบวนการที่รู้จักกันในชื่อเรดิโอควงคาร์บอนซึ่งปริมาณคาร์บอน -14 ในวัสดุจะถูกใช้เพื่อกำหนดอายุของมัน
รังสีภาคพื้นดินเป็นแหล่งกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติอันดับสอง รังสีนี้มาจากไอโซโทปของคาร์บอนและโพแทสเซียมเช่นเดียวกับทอเรียมและยูเรเนียมซึ่งอาจพบได้ในดินหินหรือน้ำ ไอโซโทปสองอันหลังสลายตัวเป็นเรดอนและเรเดียมซึ่งมีกัมมันตภาพรังสีสูงถึงแม้จะหายาก อัตราการสลายตัวของพวกมันนั้นค่อนข้างยาวตัวอย่างเช่นยูเรเนียม -238 มีครึ่งชีวิต 4.5 พันล้านปีซึ่งหมายความว่าใช้เวลา 4.5 พันล้านปีในการลดปริมาณการสลายตัวของสารลงครึ่งหนึ่ง ครึ่งชีวิตที่ยาวนานของยูเรเนียมทำให้เกิดผลกระทบต่อมนุษย์เล็กน้อย
นอกเหนือจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติของโลกและในอวกาศแล้วสารในร่างกายมนุษย์ก็สามารถสร้างรังสีได้เช่นกัน ไอโซโทปกัมมันตรังสีจำนวนมากที่พบในร่างกายมนุษย์มีแหล่งกำเนิดบนพื้นโลกเนื่องจากพวกมันถูกกลืนเข้าไปในอาหารน้ำหรืออากาศ พวกเขารวมถึงคาร์บอน -14, โพแทสเซียม -40, ยูเรเนียม, ทอเรียม, เรเดียมและอื่น ๆ ความเข้มข้นของสารเหล่านี้ส่วนใหญ่ค่อนข้างต่ำโดยส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนและโพแทสเซียม
ปริมาณกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติที่บุคคลได้รับนั้นขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ บางพื้นที่มีดินที่อุดมด้วยไอโซโทปพิเศษเนื่องจากมีแร่ธาตุหรือกระบวนการอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นพื้นที่ชุ่มน้ำอาจมียูเรเนียมเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่มีองค์ประกอบนี้ พื้นที่ของระดับความสูงที่สูงขึ้นมีแนวโน้มที่จะได้รับรังสีคอสมิคมากขึ้นเนื่องจากอยู่ในชั้นบรรยากาศ นักบินอวกาศและนักบินได้รับรังสีคอสมิคมากกว่าในชีวิตประจำวันมากกว่าคนทั่วไปด้วยเหตุผลเดียวกัน
