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  能發生正電子發射而放出正電子的同位素有碳-11、鉀-40、氮-13、氧-15、氟-18和碘-121等。例如,以下的方程式表示了從碳-11到硼-11的正電子發射,同時放出正電子和電子微中子:

  質子和中子是由更小的基本粒子夸克構成的。最常見的兩種夸克是上夸克(帶+/個元電荷)和下夸克(帶-/個元電荷)。夸克三個一組結合起來就構成質子和中子。因此,帶一個正電荷的質子由兩個上夸克和一個下夸克構成。而不帶電的中子由一個上夸克和兩個下夸克構成。通過弱相互作用,上夸克還能改變味而轉化成下夸克,這就會導致β輻射。正電子發射就是因為一個上夸克轉化成下夸克而造成的。  能發生正電子發射的原子核也可能發生電子俘獲。對於低能量衰變,電子俘獲在能量上佔據2"m""c" = 1.022 MeV的優勢,因為終態少了一個電子而不是多了一個正電子。隨著衰變的能量升高,分支系數也會升高。然而,如果能量的差別小於2"m""c",正電子發射將不能發生,此時只有電子俘獲能進行。特定的同位素(例如鈹-7,)在銀河宇宙射線中是穩定的,因為電子被射線電離,此時的衰變能量對於正電子發射太少了。

  這些同位素可用於一種稱作正電子發射斷層掃描的醫學影像技術。注意放出的能量取決於衰變的同位素種類,0.96 MeV的資料只適用於同位素碳-11的衰變。在質量更大的同位素中,質子轉換成中子產生的能量小於2"m",因此不會自發地進行正電子發射。  用於斷層掃描的半衰期很短的正電子發射同位素、、和通常由天然核反應或人工用質子轟擊富集的靶獲得。
正電子發射,又稱β衰變,是一種粒子放射性衰變的方式,屬於β衰變。在這種衰變反應中,一個質子轉化成中子,同時釋放出一個正電子和一個電中微子。