Den største miljøtrusselen i Kasakhstan kommer fra radioaktiv stråling, spesielt i Semipalatinskregionen i nordøst, hvor Sovjetunionen testet nesten 500 atomvåpen, 116 av dem over bakken. Ofte ble slike prøvesprengninger gjennomført uten å evakuere lokalbefolkningen, mange ganger fikk de heller ikke beskjed om at de foregikk. Selv om prøvesprengningene tok slutt på 1990-tallet sliter befolkningen fortsatt med stråleforgiftning, fødselsdefekter, alvorlig anemi og leukemi.