Tác hại chính của chất thải hạt nhân là do phóng xạ, có thể gây ra các vấn đề sức khỏe ở con người và các sinh vật sống khác và làm suy giảm chất lượng của không khí, nước và đất xung quanh. Chất thải phóng xạ có dạng lỏng, rắn và khí. Mức độ phóng xạ trong chất thải hạt nhân khác nhau, cũng như thời gian chất thải này vẫn hoạt động và có khả năng gây hại cho môi trường.
Chất thải hạt nhân phải được xử lý và tiêu hủy đúng cách để ngăn ngừa tác hại. Các hạt hạt nhân không bị phân hủy trong không khí hoặc nước và tích tụ nhanh chóng trong môi trường. Theo EPA, sự tích tụ của bức xạ gây ra những rủi ro đáng kể trong ngắn hạn và dài hạn đối với con người và các sinh vật sống khác, bao gồm cả nguy cơ cao phát triển một số bệnh ung thư, dị tật bẩm sinh và bệnh thần kinh.
