铀氧化物燃料（uranium oxide fuel; UOX fuel），理学-化学-放射化学与核化学-核燃料循环化学-核燃料循环，由铀的氧化物组成的核燃料。二氧化铀（UO2）常作为轻水堆、重水堆和快中子增殖堆的铀燃料，它熔点高、热稳定性极好，具备各向同性（属萤石型立方晶系），高温下具有高强度，即使将它加热到熔点附近，也不会发生严重的机械破损，低温下不存在相变。其中的组合元素氧的热中子俘获截面极低（＜0.0002靶）。辐照稳定性好，对加压水、高温下的二氧化碳和钠等反应堆冷却剂不发生化学作用，与包壳材料的相容性好。缺点是铀密度较低，导热系数仅为金属铀的十几分之一，容易引起燃料芯块局部过热和影响芯块向冷却剂传热，因此只能采用较小截面积（即较小直径）的芯块，质脆且硬、不易成型加工等。但由于作为核燃料时其优点占据主导地位，通常采用二氧化铀粉末，通过冷压和烧结工艺制备成圆柱形小块状的铀氧化物燃料，作为叠置在锆合金包壳内的燃料芯体。轻水堆以烧结低浓UO2（235U富集度2%～5%）作燃料，重水堆以天然UO2（235U丰度0.71%）芯块作燃料，快中子增殖堆以PuO2和天然UO2混合物作燃料。