Radiação gama ou raio gama (γ) é um tipo de radiação eletromagnética de alta frequência produzida geralmente por elementos radioativos, processos subatômicos como a aniquilação de um par pósitron e elétron. Este tipo de radiação muito energética também é produzido em fenômenos astrofísicos de grande violência. Possui comprimento de onda de alguns picômetros até comprimentos muito menores. Entretanto, as leis da Física deixam de funcionar em comprimentos menores que 1,6 × 10⁻³⁵ m, conhecido como comprimento de Planck, e este é, teoricamente, o limite inferior para o comprimento de onda dos raios gama.

Por causa das altas energias que possuem, os raios gama constituem um tipo de radiação ionizante. Além disso, os raios gama são capazes de penetrar na matéria mais profundamente que a radiação alfa ou beta. Por estes dois motivos, a radiação gama é perigosa aos seres vivos. Devido à sua elevada energia e alta profundidade de penetração na pele, podem causar danos no núcleo das células sadias do corpo humano.

Raios gama podem ser usados para esterilizar equipamentos médicos e alimentos.

A energia deste tipo de radiação é medida em Megaelétron-volts (MeV). Um MeV corresponde a fótons gama de comprimentos de onda inferiores a ${\displaystyle 10^{-11}}$ metros ou frequências superiores a ${\displaystyle 10^{19}}$ Hz.