Un rayon gamma (ou rayon γ) est un rayonnement électromagnétique à haute fréquence émis lors de la désexcitation d'un noyau atomique résultant d'une désintégration. Les photons émis sont caractérisés par des énergies allant de quelques keV1 à plusieurs centaines de GeV voire jusqu'à 450 TeV pour le plus énergétique jamais observé. La découverte des rayons gamma en 1900 est due à Paul Villard, chimiste français (1860-1934).
Les rayons gamma sont plus pénétrants que les particules alpha et bêta, mais sont moins ionisants. Ils sont de même nature que les rayons X mais sont d'origine et de fréquence différentes.
Les rayons gamma sont produits par des transitions nucléaires tandis que les rayons X sont produits par des transitions électroniques provoquées en général par la collision d'un électron avec un atome, à haute vitesse. La fréquence de leurs ondes est de l'ordre de 1017 à 1019 (en Hz). Comme il est possible pour certaines transitions électroniques d'être plus énergétiques que des transitions nucléaires, il existe un certain chevauchement entre les rayons X de haute énergie et les rayons gamma de faible énergie.
Les observations de rayons gamma émis dans des orages s'accumulent et cela semble lié aux courants électriques dont les éclairs sont les manifestations les plus visibles. La prise en compte de l'effet de courants électriques "ordinaires" au niveau nucléaire est actuellement en cours d'étude pour tenter d'expliquer certaines manifestations accidentelles violentes apparaissant parfois dans les batteries électriques[à vérifier] et accompagnées de production de neutrons et d'autres particules[à vérifier].
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