Apă grea (oxid de deuteriu, 2
H
2O, D
2O) este o formă de apă pe bază de deuteriu.
Are o cantitate mai mare decât în mod normal de izotop de hidrogen deuteriu (2
H sau D, cunoscut și sub numele de hidrogen greu). Apa obișnuită are izotopul comun de hidrogen-1 (1
H sau H, numit și protium). Acesta reprezintă cea mai mare parte a hidrogenului din apa normală. Prezența deuteriului îi conferă proprietăți nucleare diferite, iar creșterea masei îi conferă proprietăți fizice și chimice diferite în comparație cu "apa ușoară" normală. Apa grea este utilizată ca moderator de neutroni în unele reactoare nucleare, cum ar fi reactoarele CANDU. Este un moderator de neutroni mai eficient decât apa obișnuită, permițând utilizarea uraniului neîmbogățit ca și combustibil. Apa grea pură nu este radioactivă, dar apa grea care a trecut printr-un reactor nuclear este ușor radioactivă.