水蒸気（すいじょうき、Water vapor、Steam、Damp、Moisture）は、水が気化した蒸気。特に、沸点以上における水の気体状態を指すこともある（→過熱水蒸気、臨界状態は除く、また沸点以下でも水は気体として存在できる）。常圧において沸点以下の温度でも水は空気中にある一定量まで気化している（→蒸気圧、飽和水蒸気量）。空気中の水蒸気量、特に飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合を湿度という。
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水蒸気は無色であり、目には見えない。よって、いわゆる雲は、水滴の集まりであり、水蒸気ではない。その他、霧（きり）、靄（もや）、湯気（ゆげ）など白く見えるものは、水蒸気ではなく水滴の小粒である。
なお、湯気は水蒸気がより温度の低い場で冷えて凝結し、水滴となったために白く見えるもの。日常的には湯気と水蒸気は混同して用いられることが多い。たとえばやかんで湯を沸かした際、その口から湯気が噴出しているところを見ると、口の近くだけは透明に見える。この部分は水蒸気であり、外気に触れて気体の温度が低下し凝結して細かい水の粒となったものが湯気である。
水蒸気は古くから蒸し料理や蒸し風呂に利用されてきた。圧力釜やオートクレーブもほぼこれを利用している。
水蒸気を利用した蒸気機関は産業革命における動力源として重要な役割を担った。現代でも、火力発電や原子力発電の蒸気タービンなどに利用されている。