Spontane Spaltung (genauer: spontane Kernspaltung; auch Spontanspaltung oder Spontanteilung; englisch spontaneous fission) ist eine Form des radioaktiven Zerfalls sehr schwerer Atomkerne ab einer Ordnungszahl von 90 (Thorium). Sie stellt eine Form der Kernspaltung dar, bei der sich ein Kern spontan, d. h. ohne äußere Einwirkung – insbesondere ohne Neutronenbestrahlung – in zwei (selten mehrere) meist mittelschwere Kerne und einige Neutronen teilt.
Der Alphazerfall und der Clusterzerfall, d. h. die Abspaltung leichter Kerne ohne zusätzliche Neutronen, zählen nicht zur Spontanspaltung. Weiterhin ist die neutroneninduzierte Spaltung, eine Kernreaktion, vom radioaktiven Zerfall durch spontane Spaltung zu unterscheiden.