Delta-säteily, fysiikassa mikä tahansa atomielektroni, joka on hankkinut riittävästi energiaa kelaamalla aineen läpi kulkevalta varautuneelta hiukkaselta voimaan, puolestaan muutamia kymmeniä elektroneja muista atomeista omalla radallaan.
Varautunut hiukkanen, joka aiheuttaa delta-säteitä, on yleensä suhteellisen suuri, kuten alfahiukkas (koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista), mutta voi myös olla nopea elektroni. Tämä hiukkanen hidastuessaan aineessa pakottaa tuhansia elektroneja atomista ionisoimalla, mikä tuottaa elektronien ja positiivisten ionien (elektronipuutteiset atomit), jotka voidaan havaita. Irrotetut elektronit ovat yleensä niin vähän energiaa, että ne eivät pysty tuottamaan lisää ionisaatiota. Mutta ajoittain suhteellisen suuri määrä energiaa siirretään elektroniin melkein päähän kohdistuvassa törmäyksessä primaarisen ionisoivan hiukkasen tiellä. Nämä ovat energisiä elektroneja, jotka aiheuttavat sekundaarista ionisoitumista ja joihin viitataan delta-säteinä. Kehitetyssä valokuvaemulsiossa, jossa voimakkaasti ionisoivat hiukkaset ovat jättäneet tiheät raidat, delta-säteet näkyvät ohuina aaltoilevina kannusteina tai oksina. Termiä delta-säteily, jota brittiläinen fyysikko JJ Thomson käytti ensin, laajennetaan joskus mihin tahansa palautushiukkasiin, jotka aiheuttavat sekundaarista ionisoitumista.
