核废料（nuclear waste material）泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。也专指核反应堆用过的乏燃料，经后处理回收钚239等可利用的核材料后，余下的不再需要的并具有放射性的废料。
核废料按物理状态可分为固体、液体和气体3种；按比活度又可分为高水平（ 高放 ）、中水平（中放）和低水平（低放）3种。
核废料的特征是：①放射性。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。②射线危害。核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。③热能释放。核废料中放射性核素通过衰变放出能量，当放射性核素含量较高时，释放的热能会导致核废料的温度不断上升，甚至使溶液自行沸腾，固体自行熔融。
核废料的管理原则是：①尽量减少不必要的废料产生并开展回收利用。②对已产生的核废料分类收集，分别贮存和处理。③尽量减少容积以节约运输、贮存和处理的费用。④向环境稀释排放时，必须严格遵守有关法规。⑤以稳定的固化体形式贮存，以减少放射性核素迁移扩散。
国际原子能机构（IAEA）对于核废料的处理和处置有严格的规定，要求各国遵照执行。核废料处理的基本方法是稀释分散、浓缩贮存以及回收利用。核废料处置包括控制处置（稀释处置）和最终处置。核废料的控制处置是指液体和气体核废料在向环境中稀释排放时，必须控制在法规排放标准以下。核废料的最终处置是指不再需要人工管理，不考虑再回取的可能。因此，为防止核废料对环境和人类造成危害，必须将其与生物圈有效地隔离。最终处置的主要对象是高放核废料。