二中微子双β衰变（two-neutrino double β decay），理学-物理学-原子核物理学-放射性，母核放出两个电子和两个反中微子，从而衰变到子核基态或激发态的稀有衰变过程。该过程由于同时放出两个电子和两个反中微子，所以它满足轻子数守恒，这与粒子物理的标准模型一致。二中微子双β衰变过程是由德裔美籍科学家M.G.迈耶女士在1935年根据自己的理论计算预言的。1987年加利福尼亚大学欧文分校的研究人员报道在实验室利用时间投影谱仪观测到了82Se的双β衰变。后来逐渐观测到一系列核会发生二中微子双β衰变。发生二中微子双β衰变的核通常由于衰变能的原因此不能发生单β衰变，使得有可能观测到二中微子双β衰变过程。二中微子双β衰变的核有很长的衰变寿命。