Цезий-137 является дочерним продуктом
b−-распада нуклида
137Xe (период полураспада составляет 3,818(13)
[2] мин):

.
Цезий-137 претерпевает
бета-распад (
период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария
137Ba:

.
В 94,4
[4] % случаев распад происходит c промежуточным образованием
ядерного изомера бария-137
137Bam (его период полураспада составляет 2,55 мин), который в свою очередь переходит в основное состояние с испусканием
гамма-кванта с энергией 661,7 кэВ (или
конверсионного электрона с энергией 661,7 кэВ, уменьшенной на величину энергии связи электрона). Суммарная энергия, выделяющаяся при бета-распаде одного ядра цезия-137, составляет 1175,63 ± 0,17
[1] кэВ.
Период полураспада цезия-137 составляет 30 лет, для стронция-90 период полуочищения составляет 7-12 лет. По прогнозу Госкомчернобыля, через три года на самых загрязненных территориях в земле останется 60-70% цезия-137, 90-95% плутония-239. А устойчивее других «окопался» в белорусской земле плутоний-240, период полураспада которого завершится через 6537 лет.