Alfa skilimas yra radioaktyvaus skilimo forma, kai alfa daleles skleidžia sunkus elementas, bandydamas tapti stabilesnis. Kiti radioaktyvaus skilimo tipai yra beta skilimas ir gama skilimas. Dalelių detektoriai gali būti naudojami alfa dalelių emisijai aptikti, o alfa skilimo procesas taip pat gali būti naudojamas aptikimo prietaisams kurti. Pavyzdžiui, kai kurie gaisro detektoriai remiasi pastoviu alfa skilimo greičiu, kad jonizuotų orą, o tai savo ruožtu gali aptikti dūmus, kai dūmų dalelės trukdo jonizuoto oro laidumui.
Branduolio komponentai susideda iš protonų ir neutronų, kuriuos skrieja elektronų grupė. Įprastomis sąlygomis šios dalelės priešintųsi viena kitai, todėl branduolys subyrėtų, o tai yra ta vieta, kur atsiranda kažkas, žinoma kaip stipri branduolinė jėga. Stipri branduolinė jėga palaiko branduolį kartu ir neleidžia dalelėms išstumti. Tačiau, nors ši jėga yra stipri, jos diapazonas yra siauras, o esant dideliam branduoliui, joje gali būti ne visos dalelės. Dėl to atomas tampa nestabilus ir pradeda skleisti daleles, vadinamą radioaktyvumu.
Alfa skilimo atveju dalelė susideda iš dviejų protonų ir dviejų neutronų, glaudžiai sujungtų. Ši dalelė savo struktūra yra identiška helio atomo branduoliui, o didžioji dalis Žemėje esančio helio iš tikrųjų gaunama dėl alfa skilimo. Alfa dalelei paliekant atomą, pasiimdama su savimi protonus ir neutronus, pasikeičia atominis skaičius, o atomas tampa nauju, stabilesniu elementu. Masės praradimas paverčiamas nedideliu energijos pliūpsniu.
Alfa dalelės yra labai silpnos. Juos galima sustabdyti naudojant popieriaus lapą ar net nedidelę oro kišenę, todėl alfa skilimas nekelia grėsmės žmonėms, kurie dirba aplink jį. Tačiau jei alfa daleles išskiriantis elementas yra prarytas, tai gali sukelti rimtų problemų. Pavyzdžiui, radono dujos gali būti įkvėptos į plaučius, kur jų skleidžiamos alfa dalelės gali rimtai pažeisti jautrias plaučius dengiančias ląsteles.
Alfa skilimo toksiškumas organizme buvo įtariamas keletu didelio masto apsinuodijimų. Į maistą įvesdamas alfa daleles išskiriančių elementų, nuodytojas gali sėkmingai ką nors nužudyti, nesukeldamas problemų žmonėms supančioje aplinkoje. Panašu, kad mirtis dėl alfa skilimo yra ypač populiari tarp Rusijos šnipų, nors buvo žinoma, kad kiti slapti agentai kartais ją naudoja.