三星堆博物馆（Sanxingdui Museum）是中国一座现代化的专题性遗址博物馆，于1992年8月奠基，1997年10月建成开放。
三星堆博物馆位于全国重点文物保护单位三星堆遗址东北角，地处广汉城西鸭子河畔，南距成都40公里，北距德阳26公里。三星堆博物馆新馆是西南地区最大的遗址类博物馆单体建筑，有两个展馆，其展示面积近12000平方米。
三星堆博物馆是第一批全国中小学生研学实践教育基地，2019年9月20日，荣获全国绿化模范单位称号。2023年7月27日，三星堆博物馆新馆开馆，1500多件（套）新老文物集中亮相。
此外，三星堆博物馆还有开放式文物修复馆，于2021年9月28日开始试运行，面向游客免费开放。