天主教卢森堡总教区（拉丁语：Archidioecesis Luxemburgensi）是罗马天主教在卢森堡大公国的一个总教区，包括卢森堡全国，并无下辖教区。2006年有教友393,800人，占全国人口86.5%。另有228堂区、司铎275人。现任总主教为若望-高德·霍勒利希（英语：Jean-Claude Hollerich），辅理主教为良·瓦热纳尔（卢森堡语：Leo Wagener），荣休总主教为威田南·弗朗克（英语：Fernand Franck）。

法国大革命前，卢森堡南部属天主教特里尔教区，而北部属天主教列日教区。维也纳会议后，卢森堡成为与荷兰身合的大公国，教宗庇护七世把大公国的天主教会转移至天主教那慕尔教区之下。

1833年12月25日设监牧区，1840年6月2日升为代牧区。1870年12月27日成为不受教省管辖的教区。1988年4月23日升为总教区。