Le tritium a une demi-vie de 12,3 ans. Cela signifie qu'après 12 ans et quatre mois, la moitié des atomes de la quantité initiale de tritium ont disparu. Cela est dû à la désintégration radioactive de l'élément.
Les atomes ne disparaissent pas simplement. Dans le cas du tritium, les atomes libèrent une particule bêta et un anti-neutrino lors de leur désintégration. Les particules bêta sont équivalentes aux électrons, et après en avoir perdu un, l'atome de tritium devient un atome d'hélium. Ainsi, après 12 ans et quatre mois, la moitié de tous les atomes du tritium sont devenus de l'hélium. Le tritium lui-même est considéré comme une forme radioactive de l'hydrogène et possède des propriétés similaires à la forme habituelle de l'hydrogène.