Гамма-лучи (γ-лучи, γ-излучение) — один из трёх видов лучей, испускаемых радиоактивными веществами.
По своей природе гамма-лучи аналогичны рентгеновским лучам, но имеют во много раз меньшую длину волны (сходство γ-излучения с рентгеновскими лучами было доказано опытами с дифракцией при прохождении гамма-лучей через вещества кристаллического строения).
Гамма-лучи ионизируют воздух и газы, через которые проходят и вызывают флюоресценцию ряда веществ.
Различные клетки организма обладают различной чувствительностью к воздействию гамма-излучения; наиболее чувствительны и легче всего разрушаются γ-лучами клетки эмбриональных тканей и клетки опухолей, обладающие определённым сходством.
Гамма-облучение применяется в медицине для лечения злокачественных раковых опухолей и сарком.