Sikringen af materialernes integritet over ekstremt lange tidsperioder hviler på en kombination af materialevidenskab, termodynamisk stabilitet og en ekstremt konservativ designfilosofi. Når man arbejder med radioaktivt affald, benytter man materialer, der er kemisk inerte, hvilket betyder, at de ikke reagerer med de omgivende miljøer, såsom grundvand eller saltlag.
Keramiske materialer vælges ofte, fordi deres krystalstrukturer er ekstremt stabile og modstandsdygtige over for korrosion og strålingsnedbrydning. Disse materialer kan indkapsle de radioaktive isotoper i selve deres atomstruktur, hvilket skaber en effektiv barriere mod lækage. For avancerede legeringer anvendes metaller, der er valgt på baggrund af deres evne til at modstå både mekanisk pres og kemisk angreb uden at udvikle revner over tid.
For at validere disse materiales egenskaber benytter forskere accelererede ældningstests. Ved at simulere ekstreme temperaturer og strålingsniveauer i laboratorier kan man forudsige, hvordan materialerne vil opføre sig over tusinder af år. Denne videnskabelige modellering kombineres med de geologiske barrierers beskyttelse i et deponeringssystem, som skaber et redundant forsvar, hvor materialernes kemiske stabilitet er det første og vigtigste værn mod miljøpåvirkning.
