八氧化三铀（U₃O₈），是一种铀的化合物。它是一种橄榄绿到黑色的无臭固体。不管它的颜色如何，这是黄饼的其中一种更普遍的形态，和在磨坊与精炼厂之间运输的形态。自然界中，八氧化三铀(Triuranium octoxide)存在于橄榄绿色的沥青铀矿。UF₆和有潜力的长期稳定的地质环境中容易产生U₃O₈。有氧(O₂)存在时， 二氧化铀 (UO₂)氧化为U₃O₈，而三氧化铀(UO₃)在超过 500 °C 的高温时，会释出氧还原为U₃O₈。这个化合物可以用三种主要的化学转化过程中的任何一种制造，包括四氯化铀(UF₄)或氟化铀酰(UO₂F₂) 的中间体(intermediate)。以处置的目的而言，它通常被视为较具吸引力的形式，因为在一般的环境条件下，U₃O₈ 是一个最具动力学和热力学稳定形式的铀，也因为它是铀存在于自然界中的形式。它的粒子密度是 8.3 g cm−3.

八氧化三铀的固相是一种层状结构，在层与层之间以氧原子桥接，各层中是不同配位方式的铀原子，如图中的紫红色和绿色小球。

用一个6Å x 6Å x 6Å的正方体代表在中央的铀原子，以固体中的U1与U2来计算其键价。结果发现，以参数铀（VI）计算U1与U2的氧化态为5.11和5.10。而以参数铀（IV）计算U1与U2的氧化态分别为是5.78和5.77。这些研究表示，所有的铀原子具有相同的氧化状态，因此以晶格而言，其氧化态是无序的(disordered)。