A nehézfém fogalma fémes tulajdonságokkal rendelkező kémiai elemek nem pontosan meghatározott csoportjára utal; nagyjából az átmenetifémek, egyes félfémek, lantanoidák és aktinoidák tartoznak bele. Több kísérlet történt a nehézfémek definiálására, többek közt sűrűségük, rendszámuk vagy relatív atomtömegük, néha kémiai tulajdonságaik vagy toxikusságuk alapján. Magát a „nehézfém” elnevezést az IUPAC egy technikai jelentésében „téves értelmezésnek” nevezi az egymásnak ellentmondó meghatározások és a „koherens tudományos alap” hiánya miatt. A toxikusság alapján meghatározott nehézfémek szinonimája a mérgező fém vagy toxikus fém, aminek a definícióját szintén nem övezi konszenzus. Szövegkörnyezettől függően a nehézfémek közé sorolhatnak a szénnél könnyebb elemeket is, vagy kizárhatják közülük a legnehezebb fémeket is.
A két leggyakoribb értelmezés mindenesetre a sűrűség, illetve a toxikusság alapján történő.
Sűrűség szerint nehézfémnek szokás nevezni a 4,5 g/cm³-nél, más források szerint 5 g/cm³-nél nagyobb sűrűségű fémeket és ötvözeteiket; ilyenkor a határértéknél könnyebb fémek neve könnyűfém.
A toxikussággal, illetve a környezeti ártalmakkal összefüggő értelmezés szerint általában az ólom, kadmium, higany, arzén tartozik a nehézfémek közé, de sokszor ide sorolják pl. a szobahőmérsékleten mindössze 2,70 g/cm³ sűrűségű alumíniumot is.[forrás?]A nehézfémek a természetben változatos koncentrációkban fordulnak elő. A modern korban a nehézfémek antropogén forrásokból is bekerülnek a természetbe, mint szennyező anyagok.
