اليورانيوم العسكري هو نوع من اليورانيوم المخصص للاستخدام في الأغراض العسكرية، مثل إنتاج الأسلحة النووية. يتميز اليورانيوم العسكري بتركيبه النووي الذي يحتوي على نسبة عالية من اليورانيوم-235، وهو النظير الذي يمكن استخدامه في عملية التسلسل النووي (الانشطار النووي) لإنتاج طاقة نووية.
عملية تحضير اليورانيوم العسكري تتطلب تخصيب اليورانيوم الطبيعي، الذي يحتوي بشكل أساسي على اليورانيوم-238، بنسبة اليورانيوم-235 المرغوبة. يتم ذلك عادةً عن طريق تكنولوجيا التخصيب بالغاز المركز (Gas Centrifuge) أو بواسطة الطريقة الكهرومغناطيسية (Electromagnetic Isotope Separation).
من الجدير بالذكر أن استخدام اليورانيوم العسكري في إنتاج الأسلحة النووية يعتبر غير قانوني ومشروع بموجب معاهدات عديدة، بما في ذلك معاهدة عدم الانتشار النووي (Nuclear Non-Proliferation Treaty)، والتي تهدف إلى منع انتشار الأسلحة النووية والحد من توسع وتطوير برامج الأسلحة النووية.