آب سنگین واژهای است که معمولاً به اکسید هیدروژن سنگین، D۲O یا H۲O اطلاق میشود. هیدروژن سنگین یا دوتریم (Deuterium)ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به ۶۴۰۰ از اتمهای هیدروژن در طبیعت وجود دارد. در آب سنگین (با فرمول D۲O) ایزوتوپ هیدروژن به نام دوتریم (با نماد اتمی ۲H یا D)با اکسیژن ترکیب شدهاست.
خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه با آب معمولی یا همان H۲O است. از کاربردهای این آب میتوان به استفاده از آن در رآکتورهای هستهای با سوخت اورانیم، به عنوان مهارگر (Moderator) به جای گرافیت و نیز عامل انتقال گرمی رآکتور نام برد