放射性廃棄物の処分の一種で、固体廃棄物や固化した廃棄物を海洋に投棄して処分することをいう。国際的には、１９７５年に発効した廃棄物その他の物体の投棄による海洋汚染の防止に関する条約（ロンドン条約）によって規制された。放射性廃棄物に関しては、付属書１（投棄禁止対象リスト）に高レベルの放射性廃棄物が、付属書２（特別許可対象リスト）に高レベル以外の放射性廃案物が含まれている。また、国際原子力機関から「高レベル放射性廃棄物」の定義と、各国政府の特別許可発給時ならびに投棄実施時に際しての考慮事項に関する勧告が出された。しかし、諸般の情勢から１９９３年１１月、第１６回条約加盟国会議において放射性廃棄物の海洋投棄の禁止が採択された。