Der Salzstock Gorleben wurde von 1979 bis 2012 in Deutschland als Standort für die Endlagerung radioaktiver Abfälle erkundet, unterbrochen durch ein Moratorium von 2000 bis 2010. Primäres Ziel der Erkundung war die Ausweisung großer homogener Steinsalzbereiche im Salzstock, in die die Abfälle eingelagert werden können, sowie der Nachweis der Barrierewirksamkeit für einen langfristig sicheren Einschluss der Abfälle.
Die BGR führte die geowissenschaftlichen Untersuchungen am Erkundungsstandort durch und bewertete diese. Die Untersuchungen erfolgten im Auftrag des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) und in Zusammenarbeit mit der DBE (Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern, Peine).
Als Ergebnis der übertägigen Erkundung lagen erste Befunde über den Salzstock selbst, die erforderlichen Kenntnisse über die überlagernden Schichten und das Nebengebirge des Salzstocks sowie der Grundwasserverhältnisse in den Deckschichten vor. Auf der Basis dieser Kenntnisse wurde 1986 mit der untertägigen Erkundung des Salzstocks begonnen. Dazu wurden im zentralen Bereich des Hauptsattels des Salzstocks im Abstand von etwa 400 m zwei Schächte abgeteuft und über eine Verbindungsstrecke in 840 m Tiefe miteinander verbunden.
Die untertägige Erkundung des Salzstocks Gorleben wurde im Oktober 2000 aufgrund der Vereinbarung zwischen der Bundesregierung und den Energieversorgungsunternehmen vom 14. Juni 2000 unterbrochen. Dieses Moratorium endete nach 10 Jahren im Oktober 2010. Mit der Wiederaufnahme der Erkundungsarbeiten wurden auch die geowissenschaftlichen Untersuchungen fortgesetzt. Parallel zur Weitererkundung wurden die bisherigen Ergebnisse im Rahmen der Vorläufigen Sicherheitsanalyse Gorleben (VSG) bewertet. Im Dezember 2012 wurde die Erkundung mit Inkrafttreten des "Gesetzes zur Suche und Auswahl eines Standortes für ein Endlager für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle" (Standortauswahlgesetz – StandAG) beendet. Gemäß § 36 StandAG wurde der Salzstock Gorleben wie jeder andere in Betracht kommende Standort gemäß den nach den §§ 22 bis 26 festgelegten Kriterien und Anforderungen in das Standortauswahlverfahren einbezogen.
Am 28.09.2020 hat die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) als Vorhabenträgerin im Standortauswahlverfahren den Teilgebietebericht veröffentlicht. In diesem Bericht sind gemäß § 13 Standortauswahlgesetz diejenigen Gebiete auszuweisen, die günstige geologische Voraussetzungen für die sichere Endlagerung radioaktiver Abfälle erwarten lassen. In diesem Bericht gehört der Salzstock Gorleben nicht zu den ausgewiesenen Teilgebieten. Am 17.09.2021 hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) entschieden, die BGE mit der Stillegung des Bergwerks Gorleben zu beauftragen. Ende November 2024 hat die BGE mit der Verfüllung des Bergwerks Gorleben begonnen.
Die von der BGR durchgeführten geowissenschaftlichen Erkundungsarbeiten umfassten insbesondere geologische, mineralogisch-geochemische, geophysikalische und geotechnische In‐situ‐Untersuchungen. Ergänzend erfolgten Experimente an Salzgesteinsproben im Labor sowie begleitende Modellberechnungen zur Interpretation von In‐situ‐Messungen und vor-Ort-Beobachtungen.
Die von der BGR erzielten Erkundungsergebnisse wurden in speziellen Fachberichten für das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) umfassend dokumentiert. Die Anzahl der im Archiv der BGR vorhandenen Unterlagen zum Standort Gorleben beläuft sich auf fast 800 Titel. Die BGR hat die Ergebnisse aus der Standorterkundung in vier Übersichtsbänden zur Geologie des Deckgebirges, zur Hydrogeologie, zur Geologie des Salzstockes und zu den geotechnischen Untersuchungen zusammengefasst. Diese sind als Geologische Jahrbücher C 71 bis C 74 im Schweizerbart Verlag erschienen. Ihre englische Übersetzung „Description of the Gorleben site" ist im BGR-Eigenverlag erschienen und steht als Download zur Verfügung. Zudem existieren Dokumentationen der strukturellen Erkundung des Salzstocks durch Georadar in Auffahrungen und Bohrungen.