Rozpad protonu – hipotetyczny nowy rodzaj rozpadu promieniotwórczego, w rezultacie którego swobodny proton rozpadałby się na lżejsze cząstki. W modelu standardowym fizyki cząstek elementarnych rozpad taki jest zabroniony, ponieważ łamie zasadę zachowania liczby barionowej. Możliwość takiego rozpadu przewidują niektóre rozszerzenia modelu standardowego, np. teorie wielkiej unifikacji. Eksperymentalnie nie udało się dotychczas jednoznacznie zaobserwować żadnych przypadków tego procesu. Rozpad wolnego protonu jest zjawiskiem innym od odwrotnego rozpadu beta, podczas którego to proton i antyneutrino zamieniają się w pozyton i neutron czy rozpadu beta plus podczas którego proton w jądrze atomowym rozpada się na neutron, pozyton i neutrino.
Podstawy teoretyczne W modelu standardowym proton, jako najlżejszy barion, jest cząstką trwałą i nie może się spontanicznie rozpaść. Związane jest to z obowiązującą w tym modelu zasadą zachowania liczby barionowej. Wśród produktów rozpadu barionu musi znajdować się inny barion.