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。