Đại công tước Luxembourg (tiếng Luxembourg: Herrscher vu Lëtzebuerg; tiếng Pháp: Grand-duc de Luxembourg; tiếng Đức: Großherzog von Luxemburg) là tước hiệu của vị quân chủ Đại công quốc Luxembourg. Khởi đầu từ một bá quốc chư hầu của Đế quốc La Mã Thần thánh, Luxembourg đã phát triển và được công nhận tư cách đại công quốc kể từ ngày 15 tháng 3 năm 1815, trong cùng một liên minh cá nhân với Hà Lan cho đến năm 1890, trở thành một quốc gia độc lập, có chủ quyền như ngày nay.Kể từ khi lập quốc từ năm 1815, đã có 9 vị quân chủ giữ tước vị Đại công tước Luxembourg, gồm cả vị quân chủ đương kim: Đại công tước Henri. Trong đó có 3 người là quân chủ Hà Lan và 2 nữ đại công tước.