זמן מחצית החיים - פרק זמן הנגזר מקצב ההתפרקות של איזוטופים.
איזוטופים הם יסודות לא יציבים של חומר אשר מספר החלקיקים בגרעין האטום שלהם שונה מהמספר הרגיל והיציב של היסוד - על כן האיזוטופים האלה אינם יציבים ונוטים להתפרק ולדעוך לרמת היסוד שלהם תוך פליטת קרינה רדיואקטיבית.
האיזוטופים נבדלים זה מזה בקצב ההתפרקות ו"זמן מחצית החיים" הוא גודל המוגדר כזמן שחולף עד שמחצית מכמות איזוטופים עברה התפרקות רדיואקטיבית.
זמן מחצית החיים יכול להשתנות ולנוע משבריר שנייה (מיליארדית השניה) לאיזוטופים מאוד לא יציבים, ועד למיליארדי שנים לאיזוטופים רדיואקטיביים יציבים במיוחד.
עבור האיזוטופ פחמן 14 למשל, זמן זה הוא כ-5800 שנה ועל כן משמש איזוטופ הפחמן 14 לתיארוך וקביעת גילם של חומרים מאובנים וכד'.
המושג "זמן מחצית חיים", עבר בהשאלה גם לתחומי מדע אחרים מחוץ לפיסיקה הגרעינית. ברפואה למשל, משמש המושג להגדרת משך הזמן שריכוזה של תרופה מסויימת בדם יורד למחצית, בהתאם לכך, לתרופות שונות יש "זמני מחצית חיים" שונים אשר ידיעתם היא כלי עזר בידי הרופאים לקביעת המינון וקצב הנטילה של התרופה.