خماسي أكسيد ثنائي النتروجين (أو خماسي أكسيد النتروجين) هو مركب كيميائي من النتروجين والأكسجين له الصيغة N2O5 ويكون على شكل مادة صلبة بيضاء اللون.
إن خماسي أكسيد ثنائي النتروجين هو مركب غير مستقر كيميائياً، ويصنف ضمن أكاسيد النتروجين العليا، وهو بلاماء حمض النتريك.