二氧化溴（化学式：BrO2）是一种由溴和氧组成的化合物，形成不稳定的黄色至橙黄色晶体。它在0℃以上迅速爆炸分解，比二氧化氯更不稳定。二氧化溴由R. Schwarz和M. Schmeißer于1937年首次分离，据认为在溴原子与臭氧的大气反应中起重要作用。其性质与二氧化氯相似，是溴的一种氧化物。

与二氧化氯相比，二氧化溴更不稳定，易分解、易爆炸，因而限制了它的应用

1.固体二氧化溴在温度高于-40℃时很不稳定，当温度高于0℃时立即爆炸性分解：

2 BrO → Br + 2 O

2.在碱性水溶液中水解生成BrO和Br，而不是BrO，说明在水溶液中Br(III)不稳定：

6 BrO + 6 OH → 5 BrO +Br + 3 HO

3.具有极强的氧化性，例如与四氧化二氮反应可得[NO][Br(NO)]：

2 BrO + 3 NO → 2 [NO][Br(NO)]

4.也可被单质氧化，生成BrOF：

2 BrO + F → 2 BrOF

1.在低于-50℃时，以CFCl为溶剂，将溴与臭氧作用可制得亮黄色的二氧化溴晶体

2.在一个用液态空气冷却的同时也当做气体阱用的放电管中，使溴蒸气和臭氧受辉光放电作用生成二氧化溴

由于二氧化溴很不稳定，因而在实际生产中很少应用。但可以通过其在较高温度下的分解作用来制备溴的其他氧化物。

在真空中将二氧化溴缓慢升温可得到一氧化二溴和一种白色固体，已证实为溴的高价氧化物，根据条件不同可能为BrO、BrO或BrO