تستخدم الهندسة الجيوتقنية في إدارة المخلفات النووية لحل المشكلات المرتبطة بالتخلص من هذه المواد الخطرة والتي يجب التخلص منها بشكل آمن للبيئة والإنسان. ولتحقيق ذلك، يتم استخدام تقنيات الهندسة الجيوتقنية لتطوير مواقع للتخلص من هذه المخلفات بشكل آمن وفعال.
وبعد الحصول على المخلفات النووية، يتم تحديد مكان الدفن الآمن لها، بحيث يتم تخزينها في موقع مخصص لها يتم اختياره بناءً على معايير السلامة والأمان. ويشمل هذا الموقع غالبًا على عدة طبقات من الحواجز الواقية، مثل الطبقة العازلة والأرضية المحاطة بطبقات من الحوائز الخارجية والداخلية للمتابعة.
وتستخدم الهندسة الجيوتقنية أيضًا في تصميم أنظمة الرصد والتحكم لتحليل المياه الجوفية والتربة والهواء القريب من مواقع التخلص من المخلفات النووية، وذلك للتأكد من عدم وجود تسربات أو تلوث يمكن أن يؤثر على سلامة السكان والبيئة المحيطة.