乏燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。乏燃料后处理主要目的是回收乏燃料中宝贵的可裂变材料（铀-235，铀-233和钚-239）和可转换材料，以便将其再制造成新的燃料元件。此外，乏燃料中超铀元素的提取，也有很大的科学和经济价值。

    乏燃料后处理工艺发展了水法和干法两种技术途径，但迄今为止，工业化后处理厂采用的都是水法技术。

    乏燃料水法后处理的第一步是先用机械法或化学法脱去燃料元件的外壳，将元件芯体（金属或氧化物）溶于硝酸中，这一步骤称为首端处理。对不锈钢或锆合金包壳燃料元件则采用切断——浸取的方法，即将元件切成小段，然后用硝酸将芯体浸取，而外壳不溶解。第二步是溶解液进入分离过程，分离过程是乏燃料后处理的核心环节，它的作用是除去裂变产物，回收未用尽的和新生成的核燃料物质并进行分离。第三步是将分离纯化后的中间产品进行补充净化、浓缩及转化为所需的最终形态，称为尾端处理。

    乏燃料水法后处理技术适应性强，能用于各种不同的核燃料元件的后处理；对铀、钚和钍的回收率很高，彼此的分离效果也很好，对裂变产物具有足够的去污系数。但该技术产生大量的废液，会引起贮存和处理的困难，并增加额外开支；而且由于萃取剂和离子交换树脂耐辐照性能的限制，用水法后处理的核燃料，必须预先“冷却”（贮存）较长时间，使放射性衰减，这样就增加了乏燃料的积存量。