Tia gamma có nguồn gốc từ các quá trình phóng xạ tự nhiên và nhân tạo. Trong tự nhiên, tia gamma được tạo ra trong quá trình phân rã hạt nhân của các nguyên tử không ổn định, chẳng hạn như trong quá trình phân rã của uranium hay radium. Các tia gamma cũng có thể được tạo ra trong các vụ nổ hạt nhân hoặc trong các hiện tượng thiên văn như các vụ nổ sao. Trong y học, tia gamma được tạo ra thông qua các nguồn phóng xạ nhân tạo để sử dụng trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh.