Подземное захоронение применяют лишь для твердых или отвержденных отходов с низким или средним уровнем радиоактивности. Обычно для этого используют земляные или бетонные траншеи, а также забетонированные колодцы. Места для таких захоронений выбирают, учитывая состояние грунта, грунтовых и поверхностных вод, климат, ближайшие точки возможного забора сброшенной радиоактивности, если они существуют, а также время, требующееся для достижения таких точек отбора. Заранее, затем в процессе захоронения и после него проводят исследования и непрерывные измерения уровней радиоактивности, чтобы обеспечить безопасное осуществление операций. Заблаговременно составляют сценарии и проводят анализы последствий проведения операций захоронения с оценкой возможных утечек. Концентраты от испарителей и шламы заводов по химической переработке иммобилизуются в бетоне или битуме для последующего подземного захоронения.
 

Большое внимание уделяется проблеме захоронения «хвостов» от переработки урана, что связано с наличием в них долгоживущих естественных радионуклидов и радона. Соблюдение критериев и правил долговременного и безопасного захоронения таких отходов требует применения кондиционирования и правильной эксплуатации прудов-отстойников хвостовых фракций, с тем чтобы уменьшить утечку изотопов 2²⁶Ra и ²²²Rn в окружающую среду.
 
В некоторых странах отходы с низким или средним уровнем активности захоранивают в пустоты скальных пород. Для этого используются геологические формации с характеристиками, обеспечивающими возможность надежного и длительного сохранения в них радиоактивных веществ.
 

Кроме того, в ограниченном масштабе практикуются «инъекции» жидких отходов с низкой и средней активностью в выбранные и пригодные с геологической точки зрения пористые и глубокозалегающие породы, а также захоронение в гидравлических разломах в пригодных для этого геологических формациях.
 

Хотя малоактивные и среднеактивные отходы захоранивают неглубоко под поверхностью, в настоящее время в национальном и международном масштабе ведутся обширные исследования, направленные на выяснение вопроса о возможности захоронения отвержденных высокоактивных отходов в глубоких геологических формациях. Основными требованиями, предъявляемыми к такого рода формациям, являются долговременная стабильность и удаленность от населенных пунктов, чтобы радиоактивные загрязнения не смогли просочиться и оказать неблагоприятное воздействие на людей. Важное значение для обеспечения этого требования имеет отсутствие циркулирующих подземных вод. Как упоминалось выше, иммобилизованные высокоактивные отходы в течение некоторого времени хранятся в контролируемых условиях («выдерживание»). Только после этой стадий, которая может длиться от 10 до 30 лет, рассматривается вопрос о глубоком подземном, захоронении тех партий отходов, которые удовлетворяют всем требованиям захоронения, на глубине от 300 до 1500 м.
 

Оценка существующей практики переработки радиоактивных отходов, образующихся в ядерной индустрии, говорит о том, что такие отходы можно перерабатывать и захоранивать с высокой степенью безопасности и без чрезмерного риска для человека и среды его обитания. Согласно оценкам, вклад от захороняемых отходов в коллективную дозу облучения невелик по сравнению с облучением от естественного фона излучения и имеет тот же порядок величины, что и вклад от облучения на других стадиях топливного цикла.