放射免疫分析（radioimmunoassay，RIA）是以放射性同位素為標記物的標記免疫分析法，用於定量測定受檢標本中的抗原。最初建立的方法模式是以同位素標記的抗原與受檢標本中抗原競爭的測定模式，後來發展起來的同位素標記免疫測定，其特點為用同位素標記的抗體直接與受檢抗原反應並用固相免疫吸附劑作為分離手段，為區別於前者，稱為免疫放射分析（immunoradiometricassay，IRMA）。兩種方法均在醫學檢驗中得到了廣泛應用。
放射免疫分析由於敏感度高、特異性強、精密度高、並可測定小分子量和大分子量物質，所以在醫學檢驗中應用極為廣泛，常用於測定各種激素（如甲狀腺激素、性激素、胰島素、生長激素等）、微量蛋白質、腫瘤標誌物（如AFP、CEA、PSA、CA-125、CA-199、CA-153等）和藥物（如Digoxin等）等。各種檢測項目均有試劑套組供應，而且儀器設備並不昂貴，所以被廣泛採用。但由於放射性同位素的放射性對人體有一定的危害性，必須加以防護，放射性同位素實驗室的建設須經原能會的監督，操作人員須經過特殊訓練。另外由於放射性同位素有半衰期，試劑套組的有效期較短，因而放射免疫分析在應用中有諸多不便之處。特別是近年來其他標記免疫分析技術如酵素免疫分析、冷光免疫分析、螢光免疫分析等在技術上有飛躍的進展，進階儀器的自動化程度已可與生化自動分析儀相媲美，因此從長遠前景看，放射免疫分析有被取代的趨勢。但在目前，從所需的設備和檢測的費用上，放射免疫分析還有一定的優越性，還將在一定時期內被醫學檢驗實驗室所採用。