Kernmüll belastet die Umwelt vor allem, weil er extrem schwer ordnungsgemäß zu entsorgen ist. Bei unsachgemäßer Entsorgung kann es zu einer umfangreichen Grundwasser- und Bodenverschmutzung kommen. Die Elemente, aus denen Atommüll besteht, haben oft eine lange Halbwertszeit, was bedeutet, dass es Millionen oder Milliarden von Jahren dauern kann, bis der Müll für den Menschen sicher ist.
Das Hauptproblem bei Atommüll ist, dass es schwierig ist, ihn richtig zu lagern. Es gibt keine ordnungsgemäße Entsorgung des Abfalls, daher muss jeder Atommüll entsorgt werden, bis er vollständig verrottet ist. Die anfängliche Lagerung von Atommüll während des Kalten Krieges wurde nicht ordnungsgemäß durchgeführt, sodass die Umgebung von Atomlagern erhebliche Umweltschäden erlitten hat.
Die drei wichtigsten Arten von Nuklearabfällen sind gering, mittel und hoch. Schwach radioaktiver Abfall stammt aus Krankenhäusern, Labors und Industrien und ist normalerweise nicht gefährlich, obwohl er vorsichtiger behandelt werden muss als normaler Müll. Es wird normalerweise in flachen Deponien vergraben und kann verdichtet oder verbrannt werden. Nuklearabfall mittlerer Aktivität kann eine besondere Abschirmung erfordern und besteht normalerweise aus Harzen, chemischen Schlämmen oder Reaktorkomponenten. Je nach Langlebigkeit des mittelaktiven Abfalls kann dieser vergraben oder tief unter der Erde entsorgt werden. Als hochradioaktiver Abfall kann Kernbrennstoff oder der bei seiner Verarbeitung anfallende Abfall bezeichnet werden. Hochaktiver Abfall wird in Edelstahlkanistern versiegelt und unterirdisch entsorgt.