Een radioactieve tracer is een radioactief element of verbinding toegevoegd aan materiaal om de distributie van het materiaal te volgen terwijl het door een systeem vordert. Het gebruik van een radioactieve merkstof wordt radiolabeling genoemd, wat een vorm van isotopische labeling is.
Radioactieve tracers vormen de basis van sommige medische beeldvormingssystemen, zoals PET-scans. Radiolabeling wordt in onderzoek gebruikt om het pad van elementen in biochemische reacties en cellen te traceren. Radio-isotopen worden ook gebruikt om de stroming van vloeistoffen te volgen, met name in de aardolie- en aardgasindustrie.
Gewoonlijk hebben de isotopen die zijn gekozen voor gebruik als radioactieve tracers een korte halfwaardetijd. Ze worden dus geproduceerd via nucleaire reacties. Voorbeelden van algemeen gebruikte radioactieve tracers omvatten tritium, koolstof-11, koolstof-14, zuurstof-15, fluor-18, fosfor-32, zwavel-35, technetium-99, jodium-123 en gallium-67.