Radiolyse er dissosiasjon av molekyler ved kjernefysisk stråling. Det er spalting av en eller flere kjemiske bindinger som følge av eksponering for høy-energi-fluks. Strålingen i denne sammenheng assosieres med radioaktiv nedbrytning; radiolyse er derfor adskilt fra for eksempel fotolyse av C12-molekylet til to Cl-radikaler hvor ultrafiolett eller synlig lys brukes.