坝体中部设置沥青混凝土墙作为防渗体的土石坝。沥青混凝土有良好的防渗及适应变形的性能。当坝址附近缺乏天然防渗土料时，可以用沥青混凝土作为土石坝的防渗心墙，两侧坝壳可用各种透水、半透水的砂石料或堆石。当沥青混凝土墙位于坝体中部且稍倾向上游时，可称为沥青混凝土斜心墙坝。
沥青混凝土心墙的形式有3种：垂直的、倾斜的或下部垂直上部倾斜的，中等高度以下的坝多采用垂直心墙。沥青混凝土心墙的施工方法有两种：碾压式和浇筑式，高坝多采用碾压式，便于质量控制；低坝多采用浇筑式，便于施工。
沥青混凝土心墙根据施工需要，顶部厚度不小于30cm，底部厚度一般为坝高的1／50～1／100，其间采用台阶形变化（见图）。为满足排水及均匀传力的要求，心墙上、下游侧设置厚度为1.5～3.0m的碎石过渡层。下游层的过渡层还考虑反滤要求。有时在心墙中预埋灌浆管，以备心墙漏水时补救。
沥青混凝土心墙一般设置混凝土垫座与基岩或岸坡相连接。垫座顶面可做成弧面或平面。为了灌浆及观测检查，重要的高坝一般于垫座中设置廊道。当坝建在很厚的冲积层上时，可设置防渗帷幕、混凝土防渗墙或防渗板柱。
沥青混凝土心墙坝与沥青混凝土面板坝相比，其主要优点是：受外界温度及光照影响小，几乎不受酷暑及严寒冰冻的影响；摊铺、压实简易；与河床及两岸混凝土垫座易于连接；坝基处理及帷幕灌浆工作量较省。其缺点是：不仅承受水平推力，而且受到坝体沉降时附加垂直荷载的影响；沥青混凝土为黏弹性体，材料物理力学参数不易确定，心墙应力应变状态难以精确计算；下游坝坡较缓，坝体工程量稍大于沥青混凝土面板坝；心墙与坝壳施工有较大干扰，影响填筑速度；检查漏水及修理补强比较困难。
1949年，葡萄牙修建了第一座高45m的瓦勒多盖奥（Vale de Gaio）沥青混凝土心墙坝。1978年，中国香港地区建成了高107m和102.5m的高岛东、高岛西两座沥青混凝土心墙坝，其特点是上部垂直、下部倾斜。奥地利高149m的芬斯特（Fin-stertal）坝是到20世纪末世界最高的沥青混凝心墙堆石坝，其心墙以1：0.4的坡度倾向上游，其特点是厚度较薄，顶厚50cm，从坝顶算起20m及50m以下分别加厚至60cm和70cm。中国1973年修建了高24.5m的吉林省白河渣油沥青混凝土心墙堆石坝，1974年修建了高58m的甘肃省党和渣油沥青混凝土心墙（碾压式）砂砾料坝，都很成功。正在兴建的长江三峡水利枢纽中高104m的茅坪溪防护坝也采用了沥青混凝土心墙坝。
