放射性废物，按其物态可分为固体废物、液体废物和气载废物，简称“放射性三废”；按放射性活度（或放射性浓度）水平的高低，又可以分为低水平放射性废物、中水平放射性废物和高水平放射性废物，简称高放、中放、低放废物。
采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将放射性废物中的放射性物质消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。由于许多放射性元素的半衰期十分长，并且衰变的产物可能是另一种放射性元素，所以放射性废物不能用普通废物的方法进行处理，而要根据废物所含放射性核素的种类、半衰期、比活度等情况相应处理，不使放射性物质对环境造成危害。
1.固体放射性废物的处理
根据国务院令第449号于2005年12月1日起施行的《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》规定，持有Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类放射源的单位应将废旧放射源交回生产单位、返回原出口方，确实无法交回生产单位或者返回原出口方的，送交放射性废物集中储存单位储存并承担相关费用。同时，在该活动完成之日起20日内向其所在地省、自治区、直辖市人民政府环境保护主管部门备案。而废旧放射源收储单位则应当于每季度末对已收储的废旧放射源进行汇总统计，每年年底对已储存的废旧放射源进行核实，并将统计和核实结果分别上报环境保护部和所在地省级人民政府环境保护主管部门。禁止擅自转移、储存、退运废弃放射源或者被放射性污染的物品。
在实验过程中产生的固体放射性废物，包括带放射性核素的试纸、废注射器、安瓿瓶、敷料、实验动物尸体及其排泄物等，一般为中低水平放射性废物，可将实验过程中产生的固体放射性废物放置于周围加有屏蔽的专门的污物桶内，根据放射性同位素的半衰期长短，分别储存，不可与非放射性废物混在一起。污物桶的外部应有标明醒目的标志，放置地点应避开工作人员作业和经常走动的地方，存放时在污物桶显著位置标上废物类型、核素种类和存放日期等。
短半衰期核素（如金198的半衰期2.7d、铂103的半衰期17d等）的固体放射性废物主要用放置衰变法处理，放置10个半衰期，放射性比活度降低到7.4×104Bq/kg以下后，即可作为非放射性废物处理。
长半衰期核素（如铁59的半衰期46.3d、钴60的半衰期5.3a等）的固体放射性废物应定期集中送交区域废弃物库作最终处理，处理方法主要是焚烧法或埋存法。
可燃烧的放射性废物用焚烧法处理，焚烧炉要特制，焚烧炉周围要有足够的隔离区，烟囱要足够高并装有过滤装置，以防止污染环境。焚烧产生的较少量的放射性气体可直接排入大气，但产生的放射性气体量较多时要用冷凝法或吸附剂捕集。
因为低、中放固体废物一般隔离300年就可以达到安全水平，所以国际社会普遍接受低放、中放废物的近地表处理。不可燃的放射性固体废物及可燃性废弃物燃烧后的残渣用埋存法作最终处理，埋存地要选择在没有居民活动、不靠近水源、不易受风雨侵袭扩散的地方。
长寿命高放废物的最终处置备受世人关注，也是极复杂的技术问题。当今公认比较现实的方案是把包装妥当的高放废物放置到深地层的稳定地质构造中或深海海床的沉积物中。德国、美国等国家均用此种方法处理。
2.液体放射性废物的处理
液体放射性废物包括含放射性核素的残液、患者用药后的呕吐物和排泄物、清洗器械的洗涤液及污染物的洗涤水等。
液体放射性废物的处理主要有稀释法、放置法及浓集法。稀释法是用大量水将放射性废液稀释，再按一般化学废物处理，适用于量不多且浓度不高的放射性废液。浓集法是采用沉淀、蒸馏或离子交换等措施，将大部分本身不具放射性的溶剂与其中所含的放射性物质分开，将溶剂按常规方法进行处理，浓集的放射性物质再做其他处理。
短半衰期核素的液体放射性废物主要用放置衰变法处理。
长半衰期核素的液体放射性废物应先用蒸发、离子交换、混凝剂共沉淀等方法进行有效减容，再经沥青固化法、水泥固化法塑料固化法以及玻璃固化法等固化，之后按固体放射性废物收集处理。
极低水平（指放射性浓度＜10-6 mg/L）的放射性废液可以排入到海洋、湖泊和河流等水域中，通过稀释和扩散使放射性废液达到无害水平。
对极高水平（指放射性浓度＞104 mg/L）、高水平、中水平和低水平的放射性废液，可将放射性废液及其浓缩产物同人类的生活环境长期隔离开，任其自然衰变，使放射性废液对人和自然界中的其他生物的危害减轻到最低限度。
3.气载放射性废物的处理
实验室放射性废气中碘131的危害较大，排放之前先用液体溶液吸收，或用固体材料吸附，然后通过高效过滤后再排入大气。滤膜定期更换，并作固体放射性废物处理。燃料后处理过程的废气大部分是放射性碘和一些惰性气体。呼出的氙133用特殊的吸收器收集，放置衰变。
