thumb|Zarah alfa dipantul oleh medan magnet.
thumb|Pancaran Alfa terdiri daripada nuklei [[helium-4 dan dihentikan dengan mudah oleh sehelai kertas. Pancaran Beta, terdiri daripada elektron, dihentikan oleh kepingan aluminium. Pancaran Gamma akhirnya diserap ketika ia menembusi jisim padat.]]
thumb|Penguraian Alfa

'''Zarah alfa''' (dinamakan menurut dan mewakili huruf pertama huruf Yunani, α) terdiri daripada dua GeV. Cas alfa bersamaan dengan +2e, di mana e merupakan magnitud cas elektron, e=1.602176462x10<sup>-19</sup>C.

alfa dipancarkan oleh nuklei radioaktif seperti uranium atau radium dalam proses yang dikenali sebagai penguraian alfa. Kadang-kala ini meninggalkan nukleus dalam bentuk teruja, dengan pancaran sinar gamma menyingkir tenaga berlebihan. Berbeza dengan penguraian beta, penguraian alfa diserdahanakan oleh kuasa nuklear kuat. Secara klasik, alfa tidak mempunyai cukup tenaga bagi melepasi potensi nukleus. Bagaimanapun, kesan terowong quantum membenarkan ia terbebas.

Apabila alfa dipancarkan, u ('' unified atomic mass unit''), akibat kehilangan 2 neutron dan 2 proton. Nombor atom bagi atom menurun sebanyak 2, akibat kehilangan 2 proton; atom berubah menjadi unsur baru. Sebagai contoh adalah apabila radium berubah menjadi gas radon akibat penguraian alfa.

Tenaga alfa berbeza, dengan alfa bertenaga lebih tinggi dipancarkan dari nuklei lebih besar, tetapi kebanyakan alfa mempunyai tenaga antara 3 dan 7 MeV. Ini merupakan tenaga yang tinggi bagi satu zarah, tetapi jisim tingginya bererti alfa mempunyai kelajuan lebih rendah (dengan tenaga kinetik biasaannya 5 MeV dengan kelajuan 15,000 km/s) berbanding dengan pancaran biasa jenis lain (zarah β, neutron, dll). Disebabkan casnya dan jisim besar, alfa diserap dengan mudah oleh jisim dan hanya mampu bergerak beberapa sentimeter di udara. Ia boleh diserap oleh kertas tisu atau lapisan luar kulit manusia (sekitar 40 mikrometer, bersamaan ketebalan beberapa sel) dan kebiasaannya tidak merbahaya kepada kehidupan kecuali sumbernya dihidu atau ditelan. Bagaimanapun, disebabkan jisim dan kadar penyerapannya yang tinggi, sekiranya pancaran alfa memasuki badan (kebanyakannya disebabkan bahan radioaktif telah ditelan atau dihidu), ia merupakan bentuk pancaran mengion yang paling merosakkan. Ia adalah yang paling mengion, dan dengan dos mencukupi ia mampu menyebabkan kesemua atau sebahagian simptom keracunan sinaran. Ianya dianggarkan bahawa kerosakan kromosom akibat alfa adalah sekitar 100 kali ganda berbanding apa yang disebabkan oleh pancaran lain dalam jumlah yang serupa. Pemancar alfa polonium-210 disyaki memainkan peranan dalam menyebabkan penyakit barah paru-paru dan penyakit barah pundi kencing yang berkait dengan merokok tembakau.

Kebanyakan amerisium-241. Isotop ini amat merbahaya sekiranya dihidu atau dimakan, tetapi bahaya ini adalah minima sekiranya sumber pancaran kekal tertutup. Kebanyakan bandaran telah mengadakan program bagi mengumpul dan menglupuskan pengesan asap lama, dan tidak membiarkan ia dicampur dengan aliran sampah biasa.

200px|thumb|Ce diagramme présente les différents genres de radiation ionisante et leur capacité à pénétrer la matière. Les particules alpha sont arrêtées par une simple feuille de papier tandis que les particules bêta sont stoppées par une feuille d'aluminium. Le rayonnement gamma quant à lui, très pénétrant est amorti quand il pénètre de la matière dense. Les rayons gamma peuvent être arrêtés avec quatre mètres de béton.

thumb|Particule α

Les '''particules alpha''' ou '''rayons alpha''' sont une forme de rayonnement émis par des particules hautement ionisées et peu pénétrantes.
Elles sont constituées de deux protons et deux neutrons combinés en une particule identique au noyau d'hélium ; elles peuvent donc s'écrire He<sup>2+</sup>. La masse d'une particule alpha est de 6,644656 × 10<sup>-27</sup> kg, ce qui équivaut à une énergie de 3,72738 GeV.

Les particules alpha sont émises par des noyaux radioactifs comme l'uranium ou le radium par l'intermédiaire d'un processus nommé ''désintégration alpha''.
Ce processus laisse parfois le noyau dans un état excité ; l'émission d'un rayon gamma permet au noyau d'évacuer cet excès d'énergie et de retourner à l'état fondamental.
Au contraire de la force nucléaire forte et est caractéristique des noyaux ''lourds'' (unités de masse atomique du fait de la perte de quatre nucléons. Ayant perdu deux protons, l'atome considéré voit son nombre atomique diminuer de deux, se transformant en un nouvel élément. Un exemple est la transformation du radium en gaz radon par désintégration alpha.

L'énergie d'une particule alpha est variable, les plus gros noyaux émettant des particules de plus haute énergie, mais la plupart des particules alpha possèdent une énergie comprise entre 3 et 7 MeV. Ceci représente une quantité d'énergie relativement élevée pour une seule particule, mais leur masse importante implique que les particules alpha ont une vitesse plus faible (typiquement, une énergie cinétique de 5 MeV donne une vitesse de 15 000 km/s pour la particule) que les autres types de radiations courantes (particules bêta, rayonnement gamma, neutrons, etc.). Du fait de leur masse et de leur charge importante, les particules alpha sont facilement absorbées par la matière et ne peuvent parcourir que quelques centimètres dans l'air.
Elles peuvent être arrêtées par une feuille de papier ou par la partie externe de la peau et ne sont donc en général pas dangereuses pour la santé sauf si la source est inhalée ou ingérée.
Par contre, si une source de rayonnement alpha pénètre dans le corps humain elle est la forme de radiation la plus dangereuse; car c'est la plus ionisante et des doses suffisamment fortes peuvent provoquer tous les symptômes d'empoisonnement radioactif. On estime que les dommages causés aux chromosomes par les particules alpha sont environ 100 fois plus importants que ceux provoqués par une autre radiation en quantité équivalente. Le polonium 210, émetteur de particules alpha, est suspecté de jouer un rôle dans les cancers du poumon et de la vessie liés au tabac.

La plupart des détecteurs de fumée contiennent un petite quantité d'une source de particule alpha : l'américium 241.
Cet isotope est extrêmement dangereux s'il est inhalé ou ingéré mais le danger est minime si la source reste scellée.

Le fait que les particules alpha apparaissent naturellement et qu'elles possèdent une énergie suffisamment haute pour participer à une réaction nucléaire a permis, à travers leur étude, certaines avancées dans le domaine de la physique nucléaire. Le physicien Ernest Rutherford utilisa les particules alpha pour prouver que le modèle atomique de type « gâteau aux électrons » (« plum pudding ») était erroné (Voir Expérience de Rutherford).