Les matières nucléaires de catégorie I sont transportées dans un navire affrété à titre exclusif.

Les colis d'une masse unitaire inférieure à deux tonnes sont :

- soit solidarisés entre eux et arrimés au navire ;
- soit placés dans des conteneurs arrimés au navire.

Les colis contenant les matières nucléaires utilisés pour leur transport maritime sont munis de scellés. Pour les conteneurs, les portes sont condamnées par des scellés conformes à la norme ISO 17712 ou par tout autre système de résistance équivalente.
Pour les matières nucléaires des catégories I et II, les colis sont placés en cale. Les conteneurs de matières nucléaires relevant de la catégorie III sont placés, autant que possible, au milieu des autres conteneurs afin de ne pas être directement accessibles.

Si la phase maritime a déjà commencé, l'opérateur de transport autorisé réalisant un transport de matières nucléaires passant par un port français en informe l'autorité portuaire, sept jours avant l'arrivée prévue. Il confirme l'arrivée du transport vingt-quatre heures à l'avance à l'autorité portuaire concernée, ainsi qu'à l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire. Il informe également ce dernier au départ des bateaux, lors des exportations et des transits.

Pour les transports de matières nucléaires de catégorie I, une protection particulière est assurée par une escorte. Celle-ci est réalisée par un navire distinct du moyen de transport et par des moyens humains embarqués dont la description, la composition et les conditions de mise en œuvre sont précisées pour chaque transport concerné dans un document soumis à la validation du ministre compétent.
Pour les transports de matières nucléaires de catégorie II, à l'exception des combustibles irradiés, un représentant désigné par l'opérateur de transport autorisé est présent à bord du navire. Il est chargé de la surveillance des matières nucléaires, notamment lors des escales. Il dispose de consignes lui permettant d'assurer cette mission.

Pour les matières nucléaires des catégories I et II, au cours de la phase maritime, l'opérateur de transport autorisé transmet au minimum toutes les quarante-huit heures, à l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, une synthèse des informations concernant le navire, précisant notamment les dates et heures effectives de départ, s'il a lieu depuis la France, ainsi que les modifications éventuelles d'escales ou de date et d'heure d'arrivée au port de destination, lorsque celui-ci est français.

Les navires utilisés pour les transports des matières nucléaires de catégorie III sont équipés de moyens de communication principal et de secours permettant de contacter à tout moment :

- le transporteur ;
- les autorités françaises chargées de la surveillance et du contrôle du trafic maritime lorsque le navire se trouve dans les eaux territoriales françaises ;
- l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire ;
- l'opérateur de transport autorisé.

L'opérateur de transport autorisé fournit des consignes au transporteur maritime sur les modalités de communication à assurer par l'équipage.