无中微子双β衰变（neutrinoless double β decay），理学-物理学-粒子物理学，一个原子核释放出两个电子（或两个反电子）并且变成另外一个原子核的衰变过程。又称零中微子双β衰变。与双β衰变对比，在无中微子双β衰变过程中没有中微子释放出来。例如，76Ge→76Se+e+e。与双β衰变不同，无中微子双β衰变是轻子数不守恒的衰变过程。在无中微子双β衰变中，衰变初态没有轻子，轻子数为零，而衰变末态有两个电子（或者两个反电子），轻子数为正2或者负2。因而这是一个轻子数破坏的衰变过程。无中微子双β衰变可以由双β衰变中的中微子湮没而产生出来。在双β衰变中，原子核释放出两个电子和两个反中微子（或者两个反电子和两个中微子）。如果双β衰变中的两个反中微子（或者两个中微子）发生湮灭，则衰变过程将不再释放出中微子或者反中微子，这样就形成了无中微子双β衰变。发生这样的中微子湮灭需要中微子具有特殊的性质。这个性质就是中微子需要具有破坏轻子数的马约拉纳质量。另外，还有其他一些机制也可以导致无中微子双β衰变，这些机制也都需要破坏轻子数的物理机制。