Radyoaktif kirlenme ya da radyolojik radyoaktif maddelerin yüzeylerde veya katılar, sıvılar ve gazlar (insan vücudu da dahil) içinde kasıtsız ve istemeden bulunması durumudur.
Böyle kirlenmeler atık maddelerin radyoaktif bozulmalarından dolayı alfa veya beta parçacıkları, gama ışınları ya da nötronlar gibi iyonlaşan zararlı radyasyon yayması açısından risk arzeder. Riskin derecesi atık maddelerin yoğunluğuna, yayılan radyasyonun enerjisine, radyasyonun çeşidine ve kirletmenin vücut organlarına olan yakınlığına bağlıdır. Şuna açıklık getirmek önemlidir ki kirlenme radyasyon riskini arttırır ve “radyasyon” ve “kirlenme” terimleri kendi içlerinde yer değiştiremez.
Kirlenme bir insanı, bir yeri, bir hayvanı veya giysi gibi bir objeyi etkileyebilir. Atmosferik bir nükleer silah ateşlenmesi veya bir nükleer reaktörden atık sızıntısının ardından civardaki hava, toprak, insanlar, bitkiler ve hayvanlar nükleer yakıt ve fizyon ürünleri tarafından kirletilmiş olacaktır. Uranil nitrat gibi bir nükleer maddenin dökülen bir şişesi yeri ve temizlemek için kullanılan paçavraları kirletecektir. Yaygın radyoaktif kirlenmelere örnek olarak Bikini Mercanadası, Colorado’daki Rocky Flats tesisi, Fukushima Daiichi nükleer felaketi ve Rusya’da Mayak tesisi etrafındaki alanda Çernobil felaketi verilebilir.
