對於大多數應用來說，Java堆（Java Heap）是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊。Java堆是被所有線程共享的一塊內存區域，在虛擬機啓動時創建。此內存區域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這裏分配內存。這一點在Java虛擬機規範中的描述是：所有的對象實例以及數組都要在對上分配內存，但是隨着JIT編譯器的發展與逃逸分析技術逐漸成熟，棧上分配、標量替換優化技術將會導致一些微妙的變化發生，所有的對象都分配在堆上也漸漸變得不是那麼“絕對”了。
Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，因此很多時候也被稱作“GC堆”（Garbage Collected heap）。從內存回收的角度來看，由於現在收集器基本都採用分代收集算法，所以Java 堆中還可以細分爲：新生代和老年代；在細緻一點的有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。從內存分配的角度看，線程共享的Java 堆中可能劃分出多個線程私有的分配緩衝區。不過無論如何劃分，都與存放內容無關，無論哪個區域，存儲的都仍然是對象實例，進一步劃分的目的是爲了更好地回收內存，或者更快地分配內存。
根據Java虛擬機規範的規定，Java堆可以處於物理上不連續的內存空間中，只要邏輯上是連續的即可，就像我們的磁盤空間一樣。在實現時，既可以實現固定大小的，也可以是擴展的，不過當前主流的虛擬機都是按照可擴展來實現的。如果在堆中沒有內存完成實例分配，並且堆也無法再擴展時，將會拋出OutOfMemoryError異常。