一般储存在罐中埋藏于地下。曼哈顿计划中和冷战中武器计划产生的高放射性废物目前仍处于这种状态，因爲通常这些武器计划不负责废物的处理和处置。经过一段时间冷却之后的乏燃料和玻璃态核废料都是可以接受的长期储存形态。高放射性废物含有核反应堆产生的核裂变产物和超铀元素。这些产物的放射性很强烈，占核电站所产生的全部放射性的95%还多。也就是说，核电站产生的核废料中，大部分都是低放射性废物和中等放射性废物，比如反应堆的钢制结构部件、受到沾染的保护性衣物和设备等等。在美国，来自核电站乏燃料再处理过程的高放射性废物仅佔