Tàu chiến tuyến (tiếng Anh:ship of the line) là loại tàu chiến hoạt động trên biển được chế tạo từ thế kỷ 17 cho đến giữa thế kỷ 19. Trong các trận thủy chiến ở thời kỳ này, hai bên bố trí tàu của mình thành hai hàng dọc song song. Trong lúc tham chiến, hai hàng này được di chuyển ngược chiều nhau để tận dụng tối đa hỏa lực trên mạn tàu để tiêu diệt quân địch. Vì thế phần thắng luôn luôn thuộc về bên được trang bị những chiếc tàu lớn với hỏa lực mạnh.Từ cuối thập niên 1840, sự xuất hiện của động cơ hơi nước đã làm giảm sự phụ thuộc của các trận chiến vào gió và dẫn tới việc chế tạo ra những chiếc tàu chiến tuyến được trang bị chân vịt nhưng vỏ làm bằng gỗ; đồng thời một số lượng lớn tàu buồm đã được chuyển đổi sang động cơ đẩy loại này. Tuy nhiên, sự ra đời của tàu frigate được bọc thép vào năm 1859 đã nhanh chóng dẫn tới sự lụi tàn của những chiếc tàu chiến tuyến được trang bị động cơ hơi nước. Mặc dù những chiếc tàu frigate được xem là tiền thân của những tàu chiến của thế kỉ 20, nhưng danh tiếng của những chiếc tàu [chiến] tuyến (ship-of-the-line) tự thân nó đã là sự rút gọn của cụm từ 'tàu chiến tuyến' (line-of-battle ship).