Vid beta-sönderfall genomgår en neutron i den instabila atomkärnan en omvandling och omvandlas till en proton, en elektron (betapartikel) och en antineutrino. Elektronen eller positronen som sänds ut som betastrålning besitter den energi som frigörs under denna omvandling, minus energin som bärs bort av antineutrino.
Därför är beta-strålar sammansatta av laddade partiklar (elektroner eller positroner) med både energi och massa, inte ren energi i betydelsen elektromagnetiska vågor som gammastrålar eller fotoner.