氧化鋁是鋁和氧的化合物，化學式為Al2O3。它是幾種氧化鋁中最常見的一種，特別是氧化鋁（III）。它通常被稱為氧化鋁，根據特定的形式或應用，也可以稱為氧化鋁、鋁礬土或剛玉。它天然存在于其結晶多晶相α-Al2O3中，作為礦物剛玉，其變種形成珍貴的寶石紅寶石和藍寶石。Al2O3在其用于生產鋁金屬、由于其硬度而用作磨料以及由于其高熔點而用作耐火材料方面具有重要意義。

Al2O3是電絕緣體，但對于陶瓷材料具有相對高的熱導率(30Wm-1K-1)。氧化鋁不溶于水。在其最常見的結晶形式中，稱為剛玉或α-氧化鋁，其硬度使其適合用作磨料和切削工具的組件。

氧化鋁負責金屬鋁的耐候性。金屬鋁與大氣中的氧氣具有很強的反應性，在數百皮秒的時間內，任何暴露的鋁表面上都會形成一層薄薄的氧化鋁鈍化層（4nm厚）。該層保護金屬免受進一步氧化。可以使用稱為陽極氧化的工藝來增強該氧化層的厚度和性能。多種合金，如鋁青銅，通過在合金中加入一定比例的鋁來提高耐腐蝕性，從而利用這一特性。陽極氧化產生的氧化鋁通常是無定形的，但放電輔助氧化工藝（例如等離子電解氧化）會導致涂層中有相當大比例的結晶氧化鋁，從而提高其硬度。

氧化鋁于1988年從美國環境保護署的化學品清單中刪除。如果氧化鋁是一種纖維形式，則它在EPA的有毒物質排放清單中。

氧化鋁是一種兩性物質，這意味著它可以與酸和堿（例如氫氟酸和氫氧化鈉）反應，與堿起酸作用，與酸作用成堿，中和另一個并產生鹽。

最常見的結晶氧化鋁形式稱為剛玉，它是熱力學穩定的形式。氧離子形成一個近乎六邊形的密排結構，鋁離子填充了八面體空隙的三分之二。每個Al3+中心是八面體。就其結晶學而言，剛玉采用空間群為R3c（國際表中編號167）的三角布拉維晶格。原始單元格包含兩個氧化鋁的公式單元。

氧化鋁也存在于其他亞穩相中，包括立方γ和η相、單斜θ相、六方χ相、斜方κ相和可以是四方或斜方的δ相。每個都有獨特的晶體結構和特性。立方γ-Al2O3具有重要的技術應用。所謂的β-Al2O3證明是NaAl11O17。

熔化溫度附近的熔融氧化鋁大致為2/3四面體（即2/3的Al被4個氧鄰居包圍）和1/3的5配位，幾乎沒有(<5%)八面體Al-O存在.大約80%的氧原子在三個或更多Al-O多面體之間共享，并且大多數多面體間的連接是角共享的，其余10-20%是邊緣共享的。八面體熔化時的分解伴隨著較大的體積增加（~33%），接近其熔點的液體密度為2.93g/cm3。熔融氧化鋁的結構與溫度有關，在冷卻（和過冷）過程中，鋁的5倍和6倍比例增加，代價是四面體AlO4單元，接近于在非晶氧化鋁中發現的局部結構排列。