En alfapartikel är en heliumkärna som består av två protoner och två neutroner bundna tillsammans. När den kommer tillräckligt nära kärnan i en atom upplever den en stark elektrostatisk repulsion från de positivt laddade protonerna i kärnan. Denna frånstötande kraft är mycket starkare än den attraktiva kärnkraften som binder samman alfapartikeln.

Som ett resultat avleds alfapartikeln bort från kärnan och dess väg förändras avsevärt. Den exakta karaktären av avböjningen beror på alfapartikelns energi och storleken på kärnan. I vissa fall kan alfapartikeln vara helt avböjd och spridd bort från kärnan, medan den i andra fall kan penetrera kärnan och orsaka en kärnreaktion.

För en isolerad kärna eller en kärna utan orbitala elektroner kan avböjningarna beräknas med relativt enkel fysik. Men i realistiska atomer och molekyler gör effekten av elektronerna, såväl som potentiella kvanteffekter, en detaljerad analys mycket mer komplex.