En physique nucléaire, l'équilibre séculaire est une situation où la quantité d'un radioisotope reste constante du fait que son taux de production (dû, par exemple à la désintégration d'un isotope-parent) est égal à son taux de désintégration; dans le cas contraire on parle de déséquilibre radioactif.
Graphique d'établissement de l'équilibre séculaire entre le rubidium 81 et son isotope-fils le krypton 81m. Cet équilibre peut s'établir parce que la période radioactive du 81mKr (13 s) est petite devant la période du 81Rb (4,6 h): au bout d'environ deux minutes (soit environ 10 fois la demi-vie du 81mKr), l'équilibre s'établit entre la quantité de 81mKr qui disparaît en raison de sa radioactivité (convertie en 81Kr), et la quantité qui est créée par désintégration du 81Rb.