由于核废水中的放射性元素有强烈的放射性且其物理性质非常稳定，所以目前对核废水的处理都是通过特定的技术手段将其中的放射性元素浓缩，后将符合放射性标准的废液排放。目前应用比较广泛的核废水的处理方式主要有以下几种：
（1）沉淀法：沉淀法就是向核废水中加入沉淀剂，通过沉淀剂中的化学成分和放射性元素发生的共沉淀反应来达到降低核废水中放射性元素含量的目的。目前常用的工业沉淀剂主要有铝铁类沉淀剂、石灰苏打类沉淀剂和磷酸盐类沉淀剂等。
（2）吸附法：吸附法是利用吸附剂将放射性元素吸附的一种方法，是一种物理处理方法。吸附剂由于内部孔隙结构发达、比表面积大，具有极强的吸附能力。目前常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
（3）离子交换法：离子交换法的原理是利用离子交换剂同核废水进行离子交换，从而将核废水中的放射性离子交换去除。核废水中所含的放射性离子多为阳离子，所以离子交换剂中的带正电的活性基团就可以和放射性的阳离子进行交换，将放射性离子交换到交换剂中。常用的离子交换剂分为有机和无机离子交换剂两大类，有机离子交换剂主要为各种离子交换树脂，无机离子交换剂有人造沸石、蛭石等。
我国核电站建设和技术跨度都较大，不同核电厂中的核废水处理技术也不尽相同。我国秦山第二核电厂使用的是过滤和离子交换处理技术。核电站产生的核废水会根据其放射性的强弱进行分类收集，符合排放标准的弱放射性废水会直接排放，需要处理的核废水会使用离子交换处理法进行循环处理，直至其符合排放标准。秦山第三核电厂采用了蒸发处理技术，核废水经过循环蒸发装置和净化器去除放射性元素，冷凝后的水蒸汽到达标准后排放。
