O lixo nuclear afeta o meio ambiente principalmente porque é extremamente difícil de descartar de maneira adequada. Se não for descartado de maneira adequada, pode causar grande contaminação de lençóis freáticos e solo. Os elementos que compõem o lixo nuclear costumam ter meias-vidas longas, o que significa que pode levar milhões ou bilhões de anos antes que o lixo seja seguro para os humanos.
O principal problema com o lixo nuclear é que ele é difícil de armazenar adequadamente. Não há uma maneira adequada de descartar o lixo, portanto, qualquer lixo nuclear deve ser gerenciado até que se decomponha completamente. O armazenamento inicial de lixo nuclear durante a Guerra Fria não foi feito de maneira adequada, portanto, descobriu-se que as áreas ao redor das instalações de armazenamento nuclear sofreram grandes danos ambientais.
Os três principais tipos de resíduos nucleares são de nível baixo, intermediário e alto. Resíduos nucleares de baixo nível vêm de hospitais, laboratórios e indústrias e normalmente não são perigosos, embora devam ser manuseados com mais cuidado do que o lixo comum. Normalmente é enterrado em aterros sanitários rasos e pode ser compactado ou incinerado. Resíduos nucleares de nível intermediário podem exigir blindagem exclusiva e normalmente são compostos de resinas, lodo químico ou componentes do reator. Dependendo da longevidade dos resíduos de nível intermediário, eles podem ser enterrados ou descartados no subsolo. Os resíduos de alto nível podem referir-se ao combustível nuclear ou aos resíduos criados a partir de seu processamento. Resíduos de alto nível são selados dentro de recipientes de aço inoxidável e descartados no subsolo.
