酸素との結合が強いイオン性化合物UO2をウラニルまたはジオキシウランといい、このウラニルと酸との化合物をウラニル塩という。ウラニルには+2価と+1価があるが、後者は非常に不安定でウラニル塩では+2価で安定化合物となる。代表的なウラニル塩としては硝酸ウラニルUO2(NO3) 2が挙げられる。硝酸ウラニルは水溶性が高く、使用済燃料の再処理等でウランを精製する際にこの化学形態が用いられる。この他に、ハロゲン化物、硫酸、酢酸、炭酸等と化合した多種のウラニル塩がある。