将高水平长寿期放射性废物放置在地壳深层中的处置是一种永久性的对策。其优点是可以减少放射性废物与人类生物圈的接近，并且可以在其重返地表之前保证自然衰变的必须条件。因此应选择地质稳定、非火山活动区、远离任何含水层的地区，在确定处置地点之前须进行方案的翔实评价。采用地下处置法一般是针对固体废物（包括有毒有害废物），在某种情况下也适用于废液的处置。具有中间运行规模的地下处置法有：深井处置法、
水力压裂法、基岩坑道处置法、盐矿处置法等。此外还可以应用气体的地下贮存原理来处置放射性
惰性气体氪-85等。