原子力災害におけるジルコニウム火災（ジルコニウムかさい、）とは、原子力発電所（原発）の事故により発生が想定される事態のひとつで、主に使用済み燃料プール において、プールの水が失われることにより、ジルコニウム合金製の燃料被覆管が空気中で燃焼し破損につながる事態を指す。これにより大規模な放射性物質の放出につながる可能性がある。
ジルコニウム被覆管火災 、ジルカロイ火災 などとも表される。
原理的には、軽水炉の炉内での冷却材喪失事故の結果起こるジルコニウム＝水（水蒸気）反応の暴走と同種のものである。以下では使用済み燃料プールにおける冷却材喪失により想定される事故について扱う。
概要.
被覆管には、連鎖反応を媒介する中性子の損失を防ぐため、中性子が透過しやすい（吸収断面積が小さい）ジルコニウムを主体とする特殊な合金（ジルカロイ）が用いられている。
このときには酸素分子だけではなく、水蒸気がある環境ならば水分子中の酸素を奪う。
酸化で発生する熱は、条件によって核燃料の崩壊熱よりも大きくなり、冷却が十分でなければ被覆管を伝い、温度をさらに上昇させて自足的な暴走、すなわち、燃焼状態となる。
結果、被覆管は脆くなり変形して破損にいたる。
原子炉で用いられた後の使用済み燃料は、核分裂生成物中の多量の放射性核種により強い放射線と崩壊熱を継続して放出しており、少なくとも数年の間、原子炉に隣接する使用済み燃料プール（使用済燃料貯蔵プール、以下、プール）で冷却される。
このプールの水は、動力を用い水位と温度が維持され、使用済み燃料からの放射線と崩壊熱による温度上昇とを防ぐという多重の役割を担っている。
万一、燃料が過密化したプールや、崩壊熱の大きな燃料を含むプールで水が失われる事故（冷却材喪失事故）が起き、一定期間水が回復ができない場合には、崩壊熱によってジルコニウム被覆管の燃焼が起こるまで温度が上昇し、被覆管が破損して、最終的に原子炉の炉心損傷時を大きく上回りうる放射性物質の環境への拡散につながる危険がある。
こうしたプールでの水の喪失後に想定される火災がジルコニウム火災と呼ばれる。