Os resíduos nucleares são causados por processos industriais, científicos e médicos que utilizam materiais radioativos. A fonte mais significativa de lixo nuclear é um reator nuclear. O combustível usado em reatores nucleares para gerar calor para eletricidade torna-se lixo nuclear depois de ter sido usado por anos.
As causas industriais dos resíduos nucleares incluem as operações realizadas por usinas nucleares, produzindo resíduos radioativos. Resíduos nucleares podem gerar radiação de baixa a média por um longo período de tempo. A radioatividade resultante do lixo nuclear pode então se propagar através do solo, da água e do ar, causando grande poluição. Os resíduos nucleares não podem ser tratados ou degradados biologicamente ou mesmo quimicamente; portanto, apresenta riscos de longo prazo para todos os organismos vivos.
As atividades de mineração e refino de tório e urânio também são as principais causas de resíduos nucleares. A mineração de minérios radioativos, como minérios de fosfato e urânio, envolve processos de britagem que geram subprodutos radioativos.
O ciclo do combustível nuclear, usado principalmente em processos médicos, industriais e científicos, também libera resíduos nucleares. O combustível usado é perigosamente radioativo e permanece tóxico por muitos anos. Este tipo de combustível nunca pode ser usado sem blindagem. Normalmente é mantido debaixo d'água por alguns anos até que a radiação reduza a níveis que podem ser acomodados pelo concreto em grandes tonéis de armazenamento.
Para reduzir a poluição nuclear, a vitrificação pode ser usada para armazenamento de longo prazo e descarte de lixo nuclear.
