Água pesada (óxido de deutério, 2
H
2O, D
2O) é uma forma de água à base de deutério.
Tem uma quantidade maior que a normal do deutério de isótopo de hidrogênio (2
H ou D, também conhecido como hidrogênio pesado). A água comum tem o isótopo comum hidrogênio-1 (1
H ou H, também chamado de protium). Isto compõe a maior parte do hidrogênio em água normal. A presença de deutério confere ao produto químico diferentes propriedades nucleares, e o aumento de massa lhe confere diferentes propriedades físicas e químicas em comparação com a "água leve" normal. A água pesada é usada como moderador de neutrões em alguns reatores nucleares, tais como os reatores CANDU. É um moderador de nêutrons mais eficiente que a água normal, permitindo o uso de urânio não enriquecido como combustível. A água pesada pura não é radioativa, mas a água pesada que passou por um reator nuclear é ligeiramente radioativa.