디옥시티미딘(영어: deoxythymidine, dT)은 디옥시리보뉴클레오사이드의 한 종류로, DNA를 구성하는 4가지 기본 뉴클레오사이드 중 하나이다. 디옥시티미딘은 피리미딘 염기인 티민(thymine)과 5탄당인 디옥시리보스(deoxyribose)가 β-N1-글리코사이드 결합으로 연결된 구조를 가진다. 이중가닥 DNA에서 디옥시티미딘은 디옥시아데노신(deoxyadenosine)과 두 개의 수소 결합을 형성하여 염기쌍을 이룬다.
디옥시티미딘은 인산화를 통해 디옥시티미딘 일인산(dTMP), 디옥시티미딘 이인산(dTDP), 디옥시티미딘 삼인산(dTTP)으로 전환될 수 있으며, dTTP는 DNA 중합효소의 기질로 사용되어 DNA 합성에 직접 참여한다. 디옥시티미딘은 거의 전적으로 DNA에서 발견되나, tRNA의 T-팔(twC loop)에서도 일부 발견된다.
화학적 성질로는 분자량 242.23 g/mol, 녹는점 약 185°C이며, 표준 온도 및 압력에서 안정성이 높다. 흰색 결정체 또는 흰색 결정성 분말의 형태로 존재한다. 디옥시티미딘은 화학적 기형 유발 물질(teratogen)로 등록되어 있다.
세포생물학에서 디옥시티미딘은 세포 분열 시 G1기 및 S기 초기에서 세포들을 동기화(synchronization)시키는 데 사용된다. 과거에는 전 세계 디옥시티미딘 생산의 상당 부분이 청어의 정자로부터 생산되었으나, 항레트로바이러스제인 아지도티미딘(AZT) 생산에 대한 수요 증가로 인해 사용량이 급증하였다.
디옥시티미딘은 종종 접두사 "디옥시-"가 생략된 채 단순히 티미딘(thymidine)으로도 불리며, 이는 티민 뉴클레오타이드가 DNA 합성의 전구물질이기 때문이다. RNA는 디옥시티미딘 대신 유리딘(uridine, 유라실이 리보스와 결합)을 포함하며, 티민은 화학적으로 5-메틸유라실(5-methyluracil)이라고도 한다.
디옥시티미딘의 주요 변형 유사체로는 HIV 치료에 사용되는 아지도티미딘(AZT), 방사선 증감제인 아이독슈리딘(idoxuridine), 세포 증식 분석에 사용되는 삼중수소티미딘(³H-TdR), 증식 세포 검출에 사용되는 브로모디옥시유리딘(BrdU) 및 5-에티닐-2'-디옥시유리딘(EdU), 항바이러스제인 에독수딘(edoxudine) 등이 있다.
