Um neutrón livre é um neutrón que existe fora de um núcleo atómico. Enquanto os neutrones podem ser estáveis quando estão unidos dentro dos núcleos, os neutrones livres são instáveis e se desintegran com uma vida média de 886 segundos, uns quinze minutos. A única possibilidade de desintegração é em um protón, um elétron e um antineutrino electrónico:
Apesar de não ser um elemento químico, o neutrón livre se inclui com frequência em tabelas de isótopos. De ser o caso, considera-se que possui um número atómico de zero e um número mássico de um.
Os reactores nucleares estão desenhados para produzir neutrones livres em grandes quantidades; seu papel é o de manter a reacção em corrente produtora de energia. A radiación de neutrones intensa usa-se também para produzir diferentes radioisótopos através do processo de activação neutrónica.