CVD（Chemical Vapor Deposition／化學氣相沉積）是將作為原料的化學物質（前驅物氣體）導入腔體內，以熱、電漿、光等能量引發化學反應，藉此在晶圓表面沉積薄膜之薄膜沉積技術的總稱。是半導體製造中最基礎且應用最廣的薄膜沉積技術，適用於絕緣膜、半導體膜、金屬膜等多種材料的沉積。
CVD 的主要方式大致分為3種。（1）APCVD（常壓 CVD）在大氣壓下進行，是最簡單的方式，但微粒產生多，目前僅限於部分用途。（2）LPCVD（低壓 CVD）在 10～100Pa 的減壓下進行，均勻性高、膜質佳，適合量產。（3）PECVD（電漿輔助 CVD）利用電漿實現低溫（200～400℃）沉積，適合金屬連線形成後的步驟（後段）。
主要沉積材料與用途：多晶矽（閘極電極・電阻）、源自 TEOS（四乙氧基矽烷）的 SiO₂（層間介電層）、氮化矽膜（SiN，間隔層・蝕刻停止層）、鎢（W，接觸窗填充）、以 ALD 沉積的 High-k 材料（HfO₂，閘極絕緣膜）等，現代半導體製造少了 CVD 技術便無法成立。
CVD 的階梯覆蓋率（step coverage）優於 PVD，能在結構複雜的立體通孔或溝槽內部均勻成膜。尤其 ALD（原子層沉積）作為 CVD 的進化形式，實現了以 1 層原子層為單位的精密成膜，對 3nm 以後先進邏輯的閘極絕緣膜與阻障金屬形成不可或缺。
主要設備廠商有應用材料（Centura・Producer 系列）、科林研發（ALTUS・Vector・VECTOR 3D 系列）、東京威力科創（Triase+・Telindy 系列）、ASM International（ALD 設備市占最大）等，引領市場。CVD 設備是半導體製造設備市場的最大類別，隨著往先進節點推進，高附加價值化持續發展。