二氧化镤是一种无机化合物，由氧和镤组成，化学式为PaO₂，是黑色结晶，可由氢气还原五氧化二镤制得。由于最稳定的镤231Pa半衰期为32760年二氧化镤能被制备、保存。

在氧气中燃烧镤能产生二氧化镤：

Pa₂O₅ · PaO₂ · PaO · PaCl₄ · PaCl₅ · PaBr₄ · PaBr₅ · H₃PaO(SO₄)₃ · PaGeO₄