体内に取り込まれた放射性物質は、それ自身の放射物理学的に原子核崩壊して減っていくのとは別に、生物学的な作用により、排泄されるなどして体外に排出されることで減っていく。いずれのメカニズムも、体内にあるその物質の量に対し一定の割合が 減少していくので、その減り方は指数関数的であり、一定の時間ごとに半分に減っていく。原子核崩壊によって半分に減る時間を物理学的半減期（または単に半減期）、生物学的な排出によって半分に減る時間を生物学的半減期という。

両方を合わせた実効半減期は、以下の式で計算される。

<math> \frac{1}{T_{\mathit{eff}}} = \frac{1}{T_{\mathit{phys}}} + \frac{1}{T_{\mathit{biol}}} </math>