Los desechos nucleares afectan el medio ambiente principalmente porque es extremadamente difícil de desechar adecuadamente. Si no se desecha adecuadamente, puede causar una extensa contaminación del suelo y del agua subterránea. Los elementos que componen los desechos nucleares a menudo tienen vidas medias largas, lo que significa que pueden pasar millones o miles de millones de años antes de que los desechos sean seguros para los humanos.
El principal problema con los residuos nucleares es que es difícil de almacenar adecuadamente. No hay una forma adecuada de eliminar los desechos, por lo que cualquier desecho nuclear debe gestionarse hasta que se desintegre por completo. El almacenamiento inicial de desechos nucleares durante la Guerra Fría no se realizó correctamente, por lo que se ha encontrado que las áreas que rodean las instalaciones de almacenamiento nuclear sufren daños ambientales importantes.
Los tres tipos principales de residuos nucleares son el nivel bajo, intermedio y alto. Los residuos nucleares de bajo nivel provienen de hospitales, laboratorios e industrias y, por lo general, no son peligrosos, aunque deben manejarse con más cuidado que la basura ordinaria. Normalmente está enterrado en vertederos poco profundos y puede ser compactado o incinerado. Los residuos nucleares de nivel intermedio pueden requerir un blindaje único y normalmente están compuestos de resinas, lodos químicos o componentes del reactor. Dependiendo de la longevidad de los residuos de nivel intermedio, puede ser enterrado o desechado a gran profundidad. Los residuos de alto nivel pueden referirse al combustible nuclear o los residuos generados a partir de su procesamiento. Los residuos de alto nivel se sellan dentro de recipientes de acero inoxidable y se eliminan bajo tierra.