生体中または特定の組織、器官に存在する特定の物質（放射性核種でもよい）の量が、代謝、排泄などの生物学的過程によって初めの量の１／２にまで減少する時間をいう。この減少は、指数関数的またはそれに近い割合で起こる。したがって、放射性核種が摂取された場合の体内または組織、器官内存在量は、放射性壊変と生物学的過程とにより減少する。この二つの過程により初めの放射性核種の量が１／２にまで減少する時間を実効半減期といい、次式で示される。１／Ｔ＝１／Ｔｒ＋１／Ｔｂただし、Ｔ：実効半減期、Ｔｒ：物理学的半減期、Ｔｂ：生物学的半減期である。トリチウム水の生物学的半減期は約１０日である。