重大环境污染事故罪侵犯的客体是国家防治环境污染的管理制度。
为了防治环境污染、保护和改善生活、生态环境，国家先后制定了《环境保护法》、《大气污染防治法》、《水污染防治法》、《海洋环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》等法律，以及《放射防护条例》、《工业“三废”排放试行标准》、《农药安全使用条例》等一系列专门法规。违反这些法律、法规的规定，构成犯罪的行为，就是侵犯国家对自然环境的保护和管理制度。
重大环境污染事故罪的对象为危险废物。具体包括放射性废物、含传染病病原体的废物、有毒物质或者其他危险废物。所谓危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。放射性废物是指放射性核素超过国家规定限值的固体、液体和气体废弃物；含传染病病原体的废物是指含有传染病病菌的污水、粪便等废物；有毒物质是指对人体有毒害，可能对人体健康和环境造成严重危害的固体、泥状及液体废物；其他危险废物则是指上述列举之外的，列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。
放射性废物主要包括放射性废水、废气和固体废物。放射性废水是指放射性核素含超过国家规定限值的液体废弃物。主要包括核燃料前处理（如铀矿开采、水冶、精炼，核燃料制造等过程中）产生的废水，核燃料后处理第一循环产生的废液，原子能发电站，应用放射性同位素的研究机构、医院、工厂等排出的废水。放射性废气是指放射性核素含量超过国家规定限值的气体废弃物。由于在原子能工业的生产中或核设施运行中，随着不同的工艺过程均有不同性质的含有核素的排气产生。诸如铀矿山和铀水冶厂会产生来自矿井的含有氡、钍、锕射气及其子体的气溶胶；核反应堆中产生的气体在后处理厂进行处理时释放的废气中含有氩、氪、氙等放射性核素、射碘蒸汽、氚以及二氧化碳形式存在的碳－14等；此外，还有大量的放射性气溶胶；核企业的各生产车间、设备室、热室及手套箱等地，均有放射性气体排出。放射性固体废物是指放射性核素含量超过国家规定限值的固体废弃物。主要包括从含铀矿石提取铀的过程中产生的废矿渣；铀精制厂、燃料元件加工厂、反应堆、核燃料后处理厂以及使用放射性同位素研究、医疗等单位排出的沾有人工或天然放射性物质的各种器物，放射性废液经浓缩、固化处理形成的固体废弃物。
含传染病病原体的废物（亦称传染性废物）是指带有病菌、病毒等病原体的废物。其中传染性是指由致病性的各种病原体引起的可在适宜传播途径下对人群有传播可能的感染。《传染病防治法》第3条对传染病作了规定。
所谓病原体亦称病原物或病原生物，是指能引起病的微生物和寄生虫的统称。主要包括病菌、寄生虫和病毒三类。由上述之传染病病原体而产生的废物，如污水、污物、粪便等皆属于含传染病病原体之废物。
有毒物质是对机体发生化学或物理化学的作用，因而损害机体，引起功能障碍、疾病，甚至死亡的物质。有毒物质可分为无机毒物和有机毒物两大类。如汞、铅、砷、镉、铬、氟等属于无机毒物，其中有许多能在生物体中富集积累。有机毒物如酚、氰、有机氯、有机磷、有机汞、乙烯等。
其他危险废物则是指上述列举之外的，列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。根据我国加入的《巴塞尔公约》，其他危险废物主要是指从住家搜集的废物和从焚化住家废物产生的残余物。
