分解方式包括初级内分解、初级外分解、次级分解、化学分解和微生物分解等。

初级内分解是由标记化合物中放射性核素本身衰变所造成，这种衰变是无法控制的。核衰变结果产生含有子核的放射性或稳定的杂质。

初级外分解是由标记的放射性核素放出的射线直接作用于化合物分子而发生的分解，产生放射性或稳定的杂质。初级外分解的程度，取决于标记化合物在介质中的分散程度、比活度和射线的类型和能量。

次级分解。射线首先作用于标记化合物邻近的分子使其生成一系列自由基、激活的离子或分子。再与标记化合物作用，使分子断键而分解。次级分解常常是标记化合物辐射自分解的主要因素。

化学分解。放射性标记化合物的分解还与它本身的化学结构和质量有很大关系。化学上具有易氧化、易水解等性质的化合物在被放射性核素标记后会更增加其分解倾向及速度。

微生物分解。经过放射性核素标记后的氨基酸、核苷酸、糖类等，如果感染上了微生物，就会很快被分解为微生物代谢后的产物。

常用降低标记化合物的比活度、加入自由基的清除剂以及降低贮存温度等方法来减少标记化合物的分解。