Luruhan nuklir (bahasa Inggris: Nuclear fallout) adalah sisa atau bagian-bagian radioaktif yang terlepas di atmosfer setelah suatu senjata nuklir meledak dan bagian-bagian ini beterbangan dibawa aliran udara. Gejala ini disebut juga dengan Black Rain sebab merujuk pada materi yang beterbangan di udara berupa debu-debu dan abu yang terpancar ketika senjata nuklir meledak, tetapi debu-debu tersebut bisa juga berasal dari senjata nuklir yang rusak itu sendiri. Debu radioaktif,yang berupa materi yang berasal dari uap ledakan nuklir atau berkembang karena terpampang di wadah terbuka, merupakan jenis kontaminasi radioaktif yang berbahaya. Pada periode perang dingin, pemerintah dari Amerika Serikat, Britania Raya, Uni Soviet, dan Tiongkok berupaya mendidik masyarakatnya mengenai cara bertahan dari serangan nuklir dengan memberikan tata cara dan prosedur untuk meminimalisasi fall-out jangka pendek. Usaha mereka dalam menangani masyarakatnya disebut dengan pertahanan sipil (Civil Defense).
Upaya perlindungan terhadap fall-out dewasa ini terbatas hanya pada upaya perlindungan dari radiasi. Radiasi fall-out terbagi menjadi tiga macam: alfa, beta, dan gamma. Bentuk perlindungan berupa pakaian pelindung radioaktif dapat menurunkan tingkat bahaya pada tingkat alfa dan beta. Sebuah bangunan pelindung juga pernah dibangun sebagai posko perlindungan dari fall-out yang bernama posko fall-out. Penurunan kadar radiasi dari fall-out juga dapat terjadi dengan sendirinya seiring waktu berjalan, karena pada dasarnya radioaktif dapat menghilang dalam jangka waktu tertentu.