En plongée sous-marine, un palier de décompression est le temps que l'on passe à une profondeur donnée afin de réduire le taux d'azote ou d'hélium restant dans les tissus humains (sang notamment).

Il entre dans le cadre des procédures de décompression en prévention des accidents de décompression (ADD). Sa profondeur et son temps sont donnés par les tables de décompression ou un ordinateur de plongée. La profondeur à laquelle il est effectué et son temps varient en fonction de la profondeur atteinte et du temps passé sous l'eau (dont dépendent la saturation du sang en gaz).

Il est fréquent d'effectuer le ou les paliers sur la ligne de remontée, généralement le mouillage d'un navire, ils peuvent cependant se faire en pleine eau (à la dérive) ou en remontant collé au fond (cas des plongées depuis le bord).

Il est d'usage, notamment en France, d'éviter de plonger avec des paliers dans le cadre de la plongée loisir, et en tout état de cause, en fin de plongée, d'effectuer un palier de principe de trois minutes entre 5 et 3 mètres de fond. Ce palier se justifiait anciennement pour corriger des remontées trop rapides (avant l'avènement des profondimètres électroniques, l'estimation de la vitesse était imprécise).

Néanmoins, lors de plongées profondes (épaves, grottes, ou tentatives de records), des paliers profonds et longs sont nécessaires. Ils sont alors souvent effectués avec des gaz (trimix, Nitrox, Oxygène pur) dont les proportions ont été calculées au préalable afin d'être le plus efficaces possible pour une plage de profondeur.

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The decompression of a diver is the reduction in ambient pressure experienced by the diver during ascent, and also the process of elimination of dissolved inert gases from the diver's body, which occurs both during the actual ascent, during pauses in the ascent known as decompression stops, and after surfacing, until either the gas concentrations reach equilibrium, or another dive is started.

When a diver descends in the water the hydrostatic pressure, and therefore the ambient pressure, rises. Breathing gas is supplied at the same pressure as the surrounding water, and some of this gas dissolves into the diver's blood, and is transferred by the blood circulation to other tissues. Inert gas continues to be taken up until the gas dissolved in the diver is in a state of equilibrium with the breathing gas in the diver's lungs, (see: "Saturation diving"), or the diver moves up in the water and reduces the ambient pressure of the breathing gas until the inert gases dissolved in the tissues are at a higher concentration than the equilibrium state, and start diffusing out again.

Divers breathing gas at high pressure may need to do decompression stops, but a diver who only breathes gas at atmospheric pressure when free-diving, does not usually need to do decompression stops. However, it is possible to get taravana, thought to be a form of decompression sickness, from repetitive deep free-diving with short surface intervals.

Divers who only use a snorkel near the surface or use an atmospheric diving suit do not need to decompress. If the ambient pressure is reduced too quickly and to a pressure sufficiently low compared to the total concentration of dissolved gas, the dissolved inert gases such as nitrogen or helium can form bubbles in the blood and tissues of the diver in a manner similar to the fizzing of a carbonated beverage when opened.The situation is similar when a diver or hyperbaric worker is compressed and decompressed in a diving chamber or airlock.