Les rayons bêta ne sont pas constitués d’énergie pure. Les rayons bêta sont constitués d'électrons ou de positons (antiélectrons) de haute énergie émis par des noyaux radioactifs au cours du processus de désintégration bêta. Ces électrons ou positons portent une quantité spécifique d’énergie cinétique et ont une masse définie, bien que leur masse soit beaucoup plus petite que la masse des protons et des neutrons du noyau.

Lors de la désintégration bêta, un neutron dans le noyau atomique instable subit une transformation, se transformant en proton, en électron (particule bêta) et en antineutrino. L'électron ou le positron émis sous forme de rayonnement bêta possède l'énergie libérée lors de cette transformation, moins l'énergie emportée par l'antineutrino.

Par conséquent, les rayons bêta sont composés de particules chargées (électrons ou positrons) possédant à la fois de l’énergie et de la masse, et non de l’énergie pure au sens d’ondes électromagnétiques comme les rayons gamma ou les photons.