Радиоакти́вное загрязне́ние биосфе́ры — попадание радиоактивных веществ в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т. д. Радиоактивное загрязнение вызывается продуктами деления ядер (например, 90Sr, 137Cs, 144Ce), наведенными радиоактивными нуклидами (3H, 24Na, 59Fe, 60Co, 65Zn и др.), естественно-радиоактивными тяжелыми металлами (U, Th, Ra и др.) и искусственными трансурановыми элементами (Pu, Am, Cm и др.). Величину радиоактивного загрязнения определяют методами радиохимии, радиометрии, спектрометрии и авторадиографии и количественно выражают в единицах радиоактивности (распады в секунду в 1 г ткани, nкюрu/т3воздуха или воды, мкюри/км2 суши или водоема). Глобальное радиоактивное загрязнение составляло к 1973 году более 1, 5 Гкюри (гигакюри) в результате ядерных взрывов и более 5 Мкюри (мегакюри) — вследствие поступления в Мировой океан радиоактивных отходов. Наиболее загрязнены районы умеренных широт, особенно в Северном полушарии.
Выяснением экологической значимости разных уровней ионизирующей радиации и созданием научных основ рекомендаций по защите от вредных последствий радиоактивного заражения, включая составление прогнозов возможного нарушения структуры, продуктивности и самоочищения экосистем, занимается радиоэкология, а медицинскими аспектами радиоактивного заражения — гигиена радиационная. Координацию деятельности разных стран по предотвращению радиоактивных загрязнений осуществляет МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии).