加州理工学院（英语：California Institute of Technology，缩写：Caltech）是一所位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳的私立研究型大学，创建于1891年，以自然科学及工程学著称，常被评为世界前十的大学之一。

加州理工学院的规模不大，现有1204名研究生和977名本科生，约有300名教授以及超过600名研究学者。截止2020年10月，加州理工学院的校友、教授及研究人员中，共有40位校友或教授获得41次诺贝尔奖（包括其他研究人员总人数达76人）、4位获得菲尔兹奖、6位获得图灵奖，70位校友获得美国国家科学奖章或国家技术与创新奖章，112位教授获选为美国国家学院院士。另外，美国国家航空航天局的喷射推进实验室也是由加州理工学院管理。

英国的《泰晤士高等教育》在2011-2012学年和2012-2013学年的评鉴中，都评加州理工学院为世界第一的大学。加州理工在《美国新闻与世界报道》的全美大学排名中，也常居前十名。而在物理学、行星科学、地球科学领域，加州理工学院被公认为全美领先。