أكسيد الديوتيريوم (D2O) هو سائل عديم اللون تُستبدل فيه ذرات الهيدروجين (1H) بنظير الديوتيريوم الأثقل (2H، رمز D). يشكل بلورات سداسية عند التجميد ويظهر خصائص فيزيائية مميزة مقارنة بالماء العادي، مع كثافة نسبية تبلغ 1.105، ونقطة انصهار 3.8°م، ونقطة غليان 101.4°م. يتواجد أكسيد الديوتيريوم بشكل طبيعي بكميات ضئيلة (حوالي 0.003٪ بالوزن) في مصادر المياه ويمكن فصله عن طريق التقطير التجزيئي أو التحليل الكهربائي. وهو مركب قيم في العديد من التطبيقات العلمية والصناعية نظرًا لخصائصه الفريدة.