La humanidad ha convivido con la radiación y con los isótopos radiactivos desde la aparición de nuestra vida en el planeta Tierra, donde existían isótopos radiactivos de período de semidesintegración muy largo, como el potasio40, el uranio-238, el uranio-235 y el torio-232, así como los isótopos resultantes de la desintegración de estos tres últimos y la humanidad ha usado, cuando ha sabido y le ha convenido, algunos de estos isótopos radiactivos naturales, por ejemplo el radio-226 en técnicas terapéuticas y el uranio-235 en los reactores nucleares.
La Agencia de Energía Nuclear de la OCDE ha dado la siguiente definición para los residuos radiactivos: «Toda sustancia para la cual no está prevista ninguna utilización y que contiene radionucleidos en concentración superior a la que las autoridades competentes consideran admisibles en materiales que se van a tirar o que se van a manejar sin control».

Hay dos grupos de actividades en las que se producen residuos radiactivos:

El primer grupo corresponde a las aplicaciones energéticas de la energía nuclear, o sea, a la producción de energía eléctrica. Es el grupo más importante. Las etapas que constituyen el ciclo del combustible nuclear y las centrales nucleares donde se quema este combustible son las grandes productoras de residuos radiactivos. Además habrá que sumar aquí los residuos que se produzcan cuando haya que descontaminar y desmantelar las centrales nucleares del ciclo del combustible, como son las propias plantas de tratamiento de residuos. En volumen, más del 95% de los residuos radiactivos tienen esa procedencia.

El segundo grupo lo integran las aplicaciones no energéticas de la energía nuclear y está relacionado con cuatro tipos de actividades: la producción de isótopos radiactivos, la investigación, la medicina y la industria. Este grupo se conoce como el de «pequeños productores» porque incluso en los países de tecnología avanzada, donde las actividades reseñadas están muy desarrolladas, el volumen de residuos radiactivos que generan es pequeño comparado con el originado en la producción de energía nucleoeléctrica, pudiendo afirmarse que siempre es menor al 10% del total, sin que esto quiera decir que su gestión deba ser menos rigurosa.