二氧化硒是一种无机化合物，化学式为SeO2。它是白色晶体，加压液化后可以得到黄色液体，常压下加热至317℃升华，得到绿色蒸气。它和空气中的灰尘接触后，遇光即被还原为硒单质而变红。对热稳定。
硒在空气中燃烧，硒与硝酸、过氧化氢反应氧化，或亚硒酸脱水都可以得到二氧化硒。
二氧化硒可溶于水，生成亚硒酸；溶于碱则生成亚硒酸盐。它是有机合成中的氧化剂，可用于烯丙位氧化、Riley氧化反应等。环己酮发生反应得到1,2-环己二酮，三聚乙醛反应得到乙二醛。烯丙位氧化的通式如下：
在有机合成中SeO2是一种重要的试剂。它氧化三聚乙醛（英语：paraldehyde）生成乙二醛，氧化环己酮则得到1,2-环己二酮，自身均被还原为硒单质，呈现红色无定形体，很容易过滤出来。此反应叫做Riley氧化反应。二氧化硒还常用在烯丙基的氧化中，其反应机理如下：
该反应的通式为：
其中R、R'、R"可以为烷基或芳基。
