방사성 폐기물은 방사성 붕괴 물질을 포함한 폐기물, 즉 방사성 동위 원소를 포함하고 있는 유해 폐기물이기 때문에 자연과 인간에 피해를 주지 않기 위해 분리된 공간에서 시간의 흐름에 따라 방사능을 감소시켜야 한다.
방사성 폐기물은 핵에너지를 사용하는 과정에서 발생하기 때문에, 원자력 산업 등에서 핵분열의 부산물로 생성되는 경우가 대부분이다.
하지만 원자력 산업과 직접적인 관련이 없는 부분에서 발생하는 경우도 있다.
대부분의 방사성 폐기물은 질량과 부피당 방사능의 수치가 적은 저준위 폐기물이다, 저준위 폐기물은 반감기가 짧기 때문에 간단히 분리해서 저장하면 되지만 원자력 발전에서 나오는 고준위 폐기물은 반감기가 수십에서 수만 년에 해당하기 때문에 핵변환을 시키는 등 다른 처리 과정이 필요하다.