La cadena de desintegració, sèrie radioactiva o mode de decaïment, és el camí que segueix un radioisòtop, fins que acaba convertint-se en un isòtop estable. En cada pas de la cadena, un radioisòtop es converteix espontàniament en un altre, sesguint algun dels processos de desintegració radioactiva.
Existeixen tres cadenes principals, observades a la natura, i totes tres acaben convertint-se en isòtops estables de plom;
També existeixen altres cadenes, com la del Sofre-38
Per exemple, l'Urani-238 es desintegra, emetent una partícula alfa, i es transforma en Tori-234. Aquest també es desintegra emetent una partícula beta i radiació gamma, formant el Protoactini-234. La cadena continua fins arribar al Plom-206 que és estable i no es desintegra.