自发裂变是一种放射性衰变，只发生于原子量高的化学元素。由于元素的核结合能在原子量约为58个原子质量单位（u）时最高，因此更高质量的原子核会自发性分解为较小的数个原子核，以及一些单独的核子。

由于裂变形成的产物原子核有限制，所以在一些原子量大于92原子质量单位（a.m.u）的原子核也理论上能够进行自发裂变，而其自发裂变的概率随着原子量的上升而增加。

理论上能够自发裂变的最轻自然核素为铌-93和钼-94（原子序分别为41和42）。在自然产生的铌和钼同位素中却没有观察到自发裂变。它们一般是稳定同位素。

时长允许观察的自发裂变只发生在原子量为232 a.m.u.或以上的原子核。其中最轻的同位素为钍-232，其半衰期大于宇宙的年龄。钍-232是仍存有进行自发裂变的证据的最轻原始核素。

Spontaneous fission (SF) is a form of radioactive decay that is found only in very heavy chemical elements. The nuclear binding energy of the elements reaches its maximum at an atomic mass number of about 58; spontaneous breakdown into smaller nuclei and a few isolated nuclear particles becomes possible at greater atomic mass numbers.