Phát xạ proton là hiện tượng hiếm gặp. Những quan sát được cho thấy nó có thể xảy ra trong hai trường hợp:

1. Từ một hạt nhân ở trạng thái kích thích vùng năng lượng cao sau một phân rã beta, và quá trình này được gọi là phát xạ proton beta trễ (beta-delayed proton emission);
2. Từ trạng thái cơ bản, hoặc một đồng phân ở vùng thấp, của hạt nhân giàu proton, và quá trình này rất tương tự như phân rã alpha.

Đối với proton để thoát khỏi hạt nhân, thì năng lượng tách proton phải có giá trị âm, dẫn đến nó không bị ràng buộc, và có thể theo hiệu ứng đường hầm ra khỏi nhân trong một thời gian hữu hạn.

Phát xạ proton không gặp trong đồng vị tự nhiên. Nó có thể xảy ra thông qua các phản ứng hạt nhân, thường là sử dụng máy gia tốc hạt tuyến tính linac.