Nuklearna reakcija je reakcija u kojoj učestvuju jezgra atoma. Reakcija pri tome ne mora da bude samo između dve čestice. Može ih biti i više, ali se time smanjuje verovatnoća sudara. Ova transformacija je spontana u slučaju radioaktivnog raspada, dok je u slučaju veštačke nuklearne reakcije potrebna inicirajuća čestica. Ukoliko se čestice sudare i odvoje bez promena, proces se naziva elastični sudar.