重水堆是一种使用重水（即氧化氘）作为中子减速剂的核反应堆。它的运作与普通的核反应堆不同，它使用重水来减缓中子的速度，以使其更容易被裂变产生的铀核捕获，从而维持反应链。
重水堆利用重水的中子缓慢化作用，可以使用天然铀或低浓缩铀作为燃料，不需要高浓缩铀或钚等高处理技术的核燃料，因此对核不扩散极为重要。重水堆还可以利用天然铀或低浓缩铀的废弃物，充分发挥资源的综合利用效益。
重水堆在发电中的应用主要是热中子反应堆，采用重水作为中子减速剂，自然铀作为燃料，石墨为反应堆堆芯中的重要结构材料，以冷却剂为沸腾水的压力容器，以等压控制方式控制反应堆功率和温度的升高和降低，散热器周围环境充足的情况下，热中子反应堆所设计生产的热功率可达1000多兆瓦。
