El “decaimiento exponencial” hace referencia a un patrón de disminución que sigue una ley exponencial, donde la tasa de disminución es proporcional al tamaño actual de la población o cantidad de una sustancia en un sistema en un momento dado. Esto es.

Este modelo se resuelve de manera totalmente análoga al modelo de crecimiento exponencial, haciendo notar el signo negativo de la constante de proporcionalidad, k.
Algunos de los supuestos comunes, del modelo de decaimiento exponencial son:
1. Tasa de decaimiento constante. La tasa de decaimiento no cambia con el tiempo.
2. Ausencia de factores que alteren la tasa de decaimiento.
3. Se supone que la población o sustancia en cuestión es homogénea en términos de su susceptibilidad al decaimiento.
4. No hay entrada o salida adicional de la población o sustancia aparte del decaimiento en sí.
5. La cantidad en el momento actual solo depende del valor actual, no de valores anteriores.
6. Se deben establecer condiciones del entorno adecuadas para garantizar que la solución del modelo de decaimiento exponencial sea físicamente razonable y se ajuste a las condiciones reales del problema.
Aunque es un modelo idealizado, en muchas situaciones el decaimiento exponencial es útil para describir el comportamiento de algunos sistemas físicos, químicos y biológicos.