La precipitación radiactiva es las partículas radiactivas que caen a la tierra como resultado de una explosión nuclear. Consiste en restos de armas, productos de fisión y, en el caso de una explosión en el suelo, suelo irradiado. Las partículas de lluvia radiactiva varían en tamaño de milésimas de milímetro a varios milímetros. Gran parte de este material cae directamente cerca de la zona cero a los pocos minutos después de la explosión, pero algunos viajan a lo alto de la atmósfera. Este material será distribuido en la tierra durante las siguientes horas, días y meses. La lluvia radiactiva se define como uno de dos tipos: lluvia radiactiva temprana, dentro de las primeras 24 horas después de una explosión, o lluvia radiactiva retardada, que ocurre días o años después.

La mayor parte del peligro de radiación de las explosiones nucleares proviene de radionucleidos de corta duración externos al cuerpo; estos generalmente se limitan a la localidad a favor del viento del punto de explosión del arma. Este peligro de radiación proviene de fragmentos de fisión radioactiva con períodos de semidesintegración de segundos a unos pocos meses, y del suelo y otros materiales en las proximidades de la explosión que se vuelve radiactiva por el intenso flujo de neutrones.

La mayoría de las partículas se descomponen rápidamente. Aun así, más allá del radio de explosión de las armas explosivas, habría áreas (puntos calientes) a las que los sobrevivientes no podrían ingresar debido a la contaminación radiactiva de isótopos radiactivos de larga vida como el estroncio 90 o el cesio 137. Para los sobrevivientes de una guerra nuclear, este peligro de radiación persistente podría representar una amenaza grave durante 1 a 5 años después del ataque.

Las predicciones de la cantidad y los niveles de precipitación radiactiva son difíciles debido a varios factores. Estos incluyen; el rendimiento y el diseño del arma, la altura de la explosión, la naturaleza de la superficie debajo del punto de explosión y las condiciones meteorológicas, como la dirección y la velocidad del viento.

Una ráfaga de aire puede producir una precipitación mínima si la bola de fuego no toca el suelo. Por otro lado, una explosión nuclear que ocurre en o cerca de la superficie de la tierra puede resultar en una contaminación severa por la lluvia radiactiva.