1934 von Ernest Rutherford, ML Oliphant und Paul Harteck entdeckt, ist Tritium (T, oder H-3) nebst Deuterium (D, oder H-2) das dritte Isotop des Wasserstoffes (H, oder H-1).
Obwohl Tritium (früher auch überschwerer Wasserstoff genannt) ein natürliches Isotop ist, wird das Gas zum industriellen Gebrauch ausschliesslich künstlich hergestellt.
Da Tritium als Isotop in seinem Atomkern nebst einem Proton (wie beim normalen Wasserstoff) ebenfalls noch zwei Neutronen aufweist, ist es instabil und zerfällt unter Aussendung von Beta-Strahlen (Elektronen) mit einer Halbwertzeit von 12,3 Jahren zu Helium.
Bei dieser Umwandlung gibt jedes Atom nur ein Elektron ab, welches den Kern mit einer maximalen Energie von ca. 18 KeV verlässt. Diese Energie ist im Vergleich zu anderen radioaktiven Isotopen sehr gering.
So mag das Elektron die menschliche Hautschicht beispielsweise nicht durchdringen und kann von einem Blatt Papier problemlos gestoppt werden. Ein Milliliter Tritiumgas besitzt eine Aktivität von ca. 2,588 Ci [Curie] oder 94 GBq [Gigabecquerel].
Die weiteren physikalischen und chemischen Eigenschaften des Tritium sind mit denen des Wasserstoffs nahezu identisch. So entsteht beim Verbrennen von Tritium und Sauerstoff Wasser, resp. Tritiumoxid. Das Tritiumgas ist geschmacks- und geruchslos und bedeutend leichter als Luft.
Wird Tritium inkorporiert, so verteilt es sich gleichmässig im Körperwasser und wird dann mit einer biologischen Halbwertzeit von 10 Tagen wieder ausgeschieden.