آبِ سنگین ماده‌ای است مرکب از دو‌تریُم (هیدروژنِ سنگین) و اکسیژن. نام شیمیایی آن دوتریم اکسید و فرمول آن O2D است. آب سنگین مایعی است شبیه آب و به مقدار بسیار کم در آب معمولی نیز وجود دارد. دوتریم از ایزوتوپهای ئیدروژن (هیدروژن) با عدد جرمی 2 است. به‌‌همین‌سبب، مولکول آب سنگین از مولکول آب معمولی سنگین‌تر است.
