二氧化镎，或氧化镎(IV)，是一种有放射性的、橄榄绿色的、立方晶系的晶体，化学式为NpO₂，是镎最稳定的氧化物。镎是钚裂变的一种常见产物，可以同时放射出α和γ粒子。在反应堆中，二氧化镎是镎的常见氧化物之一。

二氧化镎是镎中最稳定的氧化物，可以通过分解许多镎的化合物得到，如硝酸盐、草酸盐、氢氧化物、8-羟基喹啉盐等，以及镎的更高价的氧化物。

工业上，二氧化镎是通过镎（IV）离子与草酸发生反应生成草酸镎（IV），然后经过煆烧后制备的。然而起始溶液中的镎可能具有不同的氧化态，因此在沉淀之前需要通过一步还原反应，将大部分镎转化为镎（IV）离子。通常还原剂可以使用抗坏血酸（又称维生素C）。该还原反应开始时还需要加入肼作为抑制剂。

整个反应可以用以下反应式描述：

Np4+ + Np5+ + Np6+ + HNO₃ + C₆H₈O₆ → 3 Np4+ + C₆H₆O₆ + H₂ + HNO₃

Np4+ + C₂O₄H₂ → Np(C₂O₄) · 6H₂O + 2H−

Np(C₂O₄) · 6H₂O + Δ → Np(C₂O₄)

Np(C₂O₄) + Δ → NpO₂ + 2CO₂

二氧化镎还可以通过生成过氧化镎沉淀，然后经过热分解制备。但是研究发现草酸镎（IV）路径在工业生产上更为有效率。

二氧化镎是一种常见的核废料，可以通过氟化法转化为氟化物之后，在碘的催化下由过量的钙还原而纯化。但是，以上合成路径可以产生相当纯的二氧化镎产物，杂质的重量比一般低于0.3%，基本无须再纯化。

二氧化镎和氧化锂在氧气流中加热至400～420℃，可以得到七价镎的化合物：

如果和过量的溴化铝作用（350℃反应），则可以得到红棕色的四溴化镎：

二氧化镎是一种镎的稳定化合物，可以用来减轻镎的长期环境影响。含有锕系元素的核废料一般最终会被转化成AnO₂ （An = U， P， Np， Am，等等）。比起金属镎，二氧化镎的放射毒性有所降低，更适宜储存和处理。据报道二氧化镎还能促进一些放射性金属的衰变速率。将这一发现转化为应用的研究正在探索中。有人提出二氧化镎可以用于更有效率的核武器。另外，2007年日本研究者白川利久在一份日本专利中披露了把二氧化镎用作火箭燃料的想法，但语焉不详。