龟虎古坟（日语：キトラ古墳／亀虎古墳／キトラこふん ）是位于日本奈良县高市郡明日香村阿部山的一座圆坟，推测建于古坟时代后期（7世纪末，终末期古坟（日语：終末期古墳）），特别史迹，其指定范围达4,381平方米左右。古坟绘有星图（天文图）、四象和生肖的壁画，其中星图（天文图）是现存世界上历史最悠久的中式星图，这些壁画都是国宝，古坟的出土文物则是重要文化财，古坟同时也是世界遗产暂定名单“飞鸟、藤原的宫都以及其相关的资产群（日语：飛鳥・藤原の宮都とその関連資産群）”的一部分。
龟虎古坟位于明日香村西南面的国营飞鸟历史公园（日语：国営飛鳥歴史公園）内一座东西延伸的丘陵，地处其南面斜坡的八字型山脊之间的中央部分，背面是一座小山，而坟丘的最低点与北面的小山相距约4.5米，能够远眺南面的壶阪（日语：壺阪峠）山群，北面约1.5公里处则是高松冢古坟。坟丘虽然以夯土的方式建成，不过因为泥土流失的影响，规模稍为缩小了一些。另外，龟虎一词被认为是讹转自其南面的字“北浦”（きたうら）或取自四象中的虎（白虎）和龟（玄武），古坟由于位处阿部山集落的西北方，而虎和龟的方位分别是西和北，因此得名龟虎。
关于古坟的发现时期，存在着多项说法。岐阜女子大学指出古坟在很久以前已经为当地居民所知，《每日新闻》则表示当地住民在1972年高松冢古坟的壁画被发现后，联络飞鸟古京显彰会的成员上田俊和而发现了龟虎古坟，文化厅认为古坟在1978年开始为人所知。
1978年，当时正在丸子山古坟（日语：マルコ山古墳）进行考古调查的网干善教（日语：網干善教）、猪熊兼胜（日语：猪熊兼勝）等人获上田俊和告知在阿部山附近有一座跟高松冢古坟类同的古坟，他们一行人前往实地视察后，发现了像沟渠横切面的石状物，思疑为古坟的一部分。当地居民称这个沟渠部分是在20年前的扩建工程中削平山丘时被发现，与高松冢古坟和丸子山古坟不同的是，这座古坟不但文献未有记载，在当地也没有相关的口耳相传。1981年，猪熊在学术期刊《考古学期刊》第194号“飞鸟时代的古坟”中提到了龟虎古坟，不过并没有引起回响。翌年，关西大学对古坟和附近地形展开测量调查。1983年的调查发现了玄武壁画。1995年，正式定名为龟虎古坟（キトラ古墳）。
1996年，明日香村认为有逼切需要设置挡土墙来避免山泥倾泻，为了防止坟丘倒塌，将原本斜坡下的道路转向至南面，并且以盛土（日语：盛土）的方式进行加固，从而保存古坟。为此，为了确认坟丘规摸，展开了发掘调查。1997年，明日香村教育委员会再次展开了调查，重新对古坟进行测量以及发掘。1998年，调查人员发现了青龙和白虎的壁画，以及天文图。2000年7月31日，古坟获文化厅指定为日本国史迹，同年11月24日上调为特别史迹。2001年，调查人员发现了朱雀壁画，以及在玄武和青龙壁画的下方发现了十二生肖的兽人壁画。2002年至2004年，奈良文化财研究所、奈良县立橿原考古学研究所（日语：奈良県立橿原考古学研究所）和明日香村教育委员会合作，对石室前方的墓道部分、坟丘盗墓坑、坟丘西南面、石室南面墙壁为止的墓道部分、石室盗墓坑和石室内部展开了调查。2011年至2013年，奈良文化财研究所单独对石室内部、石室盗墓坑和墓道部分，在不动土的情况下展开了考古调查，古坟在调查结束后于2013年10月3日被封锁，以便进行后续的复原工作。2016年9月24日，展示古坟相关文物的“龟虎古坟壁画体验馆 四神之馆 龟虎古坟壁画保存管理设施”正式启用。
古坟是一座两层的圆坟。下层直径是13.8米，上层直径是9.4米，内里的墓道宽约2.35-2.65米，推算全长5米，连接石室的部分是长1.8米，往南面倾斜的平面，该处有四条用来搬运木材的坑道。墓室形态是横口式石椁（日语：横口式石槨），石室南边的侧面墙壁高3米，石室顶部的天井石上方有两米厚的盛土。石室内部长2.4米，宽1.04米，高1.24米，从底部石板的表面计算则高1.82米，外部宽度推算为1.96米，石室的石材都是二上山（日语：二上山 (奈良県・大阪府)）产的溶结凝灰岩（日语：溶結凝灰岩），由地面四块、北面墙壁两块、东面墙壁四块、西面墙壁三块、顶部四块、南面墙壁（封闭入口的石板）一块，总共18块石板堆砌而成。地面的四块石块以横放的方式并排，其南边的宽度是1.85米，中间的两块石板的可见部分长度从南边的石板算分别是0.799米和0.977米，地面石块整体稍高于地平面约3厘米。北面和西面墙壁都是垂直并列，东面墙壁则是两侧各一块，中间上下各一块。顶部则是四块横放，其内侧呈屋顶型，平坦部分东西宽0.6米，顶部的南边则宽幅1.82-1.85米，厚0.68m米，长0.82米，中央部分的石板从南边算起，可见部分分别长0.804米和0.894米。南面墙壁高1.15米，宽1.2米，厚0.495米，与顶部之间有约1厘米的空隙间，西面上方则有一上方宽度达0.47米，高0.7米的盗墓用洞口。石室四周均涂上了石灰，墙壁和顶部均有壁画，而且已确认石材里之间的接合部分均有涂上石灰。
这些石灰覆盖了大量的红线，2012年的调查中发现了66处，最短的是0.3厘米，最长的达41.2厘米，地面三条，顶部六条，东面墙壁七条，南面墙壁一条，西面墙壁三条。由于2011年的调查时已经发现了地面和顶部分别各有一条和5条红线，这次的调查新发现了14条红线，总共为20条。线的粗度大多介乎于1-3毫米，部分则达6毫米，大多数红线都位于石材的外围部分，很可能是加工石材时用作量度的基线。2014年的调查中，新发现了51处红线，最短的只有1毫米，累计发现了24条红线。
另外，入葬者存在多项说法，例如天武天皇之子高市皇子和百济王昌成，而且由于古坟位处于阿部山，因此又有意见认为可能是右大臣阿部御主人（日语：阿部御主人）。无论如何，由于陪葬品用上了金和银，而且内有装饰华丽的木棺等等，可见入葬者的身份相当高贵。
古坟的四面墙壁和顶部分别绘有壁画，最早发现的四象壁画是玄武，然后是青龙和白虎，最后是朱雀，四象分别位于北面墙壁、东面墙壁、西面墙壁和南面墙壁，由于高松冢古坟曾经遭到盗墓，导致现在无法确认在南面墙壁的朱雀壁画，因此日本古坟中能够确认所有四象壁画的便只有龟虎古坟。各面墙壁按照方位，各绘有三种生肖的壁画。顶部的东边斜面有以金箔而成的太阳，西边斜面则有以银箔（日语：銀箔）而成的月亮，平坦部分则绘有现存世界上历史最久的中式星图。2002年12月，文化厅为了避免调查对壁画造成影响，委托了鹿岛建设兴建覆屋（日语：覆屋），并且在2003年完工。2004年7月，文化厅决定将剥落严重的青龙、白虎、戌和亥壁画移除，同年9月最终决定将壁画全数移走，移走的壁画被细分成1,143小块，花费了长达6年的时间全数移除后，经过重组等工序，覆屋在2014年7月31日完成历史任务而被拆除。2016年12月7日，文化厅宣布各壁画的修复工作已经近乎完成，亦已经移送至国营飞鸟历史公园里的四神之馆内。2018年10月31日，古坟的壁画以“龟虎古坟壁画”的名义获指定为重要文化财，2019年7月23日上调为国宝。
玄武壁画位于石室内的北面墙壁，壁画中一条蛇以一个环状的形式缠绕着一只龟，并且两者凝视着对方，宽23厘米，高14厘米。构图原型可能是来自东晋隆安二年（398年）的镇江东晋画像砖墓，不过这种设计在中国大陆并不常见，可是在日本的话则散见于高松冢古坟、药师寺金堂药师如来坐像和正仓院十二支八卦背圆镜等等。
1983年8月，NHK受上田俊和邀请前往当地以透地雷达、纤维镜（日语：ファイバースコープ）和电磁波等维持古坟原状的方式来对古坟展开调查。同年11月7日，网干善教、猪熊兼胜、坪井清足（日语：坪井清足）和直木孝次郎（日语：直木孝次郎）等考古学家开始展开调查。一行人首先在坟丘上通过透地雷达，掌握了石室（日语：石室）的情况，然后通过南面的盗墓孔以纤维镜来进行探测，这是日本古坟中通过维持其原状来进行内部发掘的首例。这次调查中发现了内部的玄武壁画，然而由于纤维镜在途中出现故障，调查被逼中止。11月11日，明日香村将其命名为“龟虎古坟”，同日晚上NHK在现场直播了特备节目《发现！飞鸟时代的壁画古坟》（発見!飛鳥時代の壁画古墳），并且加插了调查过程和古坟内部的影像，在考古学和古代史相关人士之间引起了莫大的回响。后来，东海大学情报技术中心（日语：東海大学情報技術センター）通过这次探测得来的数据，成功还原了壁画。2005年11月30日，文化厅对外公布在尝试将玄武壁画从墙壁中分离的过程中，蛇的头部和龟的右前脚等5处约数厘米的地方残留在墙壁上，对壁画造成了损伤。
青龙和白虎的壁画均是在1998年进行的内部调查中通过小型摄录机而被发现了。青龙壁画位于石室内的东面墙壁，壁画中青龙飞跃于半空中，口吐红舌，发现时除龙头外，只能看到龙脚和龙腹的一小部分，其余部分均被泥土所覆盖，壁画推测高25厘米，宽40厘米。2004年8月11日，三名考古人员花了两小时成功将壁画从墙壁中分离。2009年4月28日，青龙壁画的实物在飞鸟资料馆（日语：飛鳥資料館）首次对外公开。
白虎壁画位于石室内的西面墙壁，神态张牙舞爪，体态细长，口吐红舌，绘有虎纹的头部朝北，这与符合中国古代形式的高松冢古坟相反，高45厘米，宽25厘米。2004年9月和2005年5月，文化厅将白虎壁画分成身体和两只前脚后从墙壁中分离，单单是分离身体部分便花了达6.5小时。其后，将其安置于奈良文化财研究所的埋藏文化财中心（日语：埋蔵文化財センター）内室温达15度的冰箱里保存，经过2005年11月时的修复和抽取水分等工作后，在2006年5月12日首次对外展示，这是日本首次有极彩色壁画开放让一般民众观看。
朱雀壁画在2001年3月通过数码相机而被发现，为极彩色朱雀壁画在日本的首例，位于石室内的南面墙壁，高15厘米，宽39厘米，呈飞行形态，其尾部与东面墙壁的距离仅有21.5厘米。2007年2月7日，文化厅正式决定将朱雀壁画从墙壁中分离。2010年5月15日，壁画在飞鸟资料馆首次对外公开展示。2020年5月11日，新设的日本当地车牌（日语：ご当地ナンバー）“飞鸟”采用了朱雀壁画的图案作为设计，能够使用的市町村分别是橿原市、三宅町、田原本町、高取町和明日香村。
古坟的天文图（星图）在1998年进行的内部调查中被发现，位于石室顶部，绘有大中小的三重圆形，分别代表外圆、赤道和内圆，与赤道交叉的地方另有一个圆形代表着黄道，两者之间以金箔和红线绘画了包括二十八宿在内的星群，内圆、外圆、赤道和黄道的直径分别是168毫米、606毫米、403毫米和405毫米。2007年7月5日至2008年11月27日，文化厅先后22次将天文图从顶部中分离，分成113小块，其中包含了太阳和月亮的壁画。太阳和月亮本身则位于天文图的东边和西边，直径约53毫米。推算原本有350个天体和68个星座，能够通过摄影确认或有残留金箔的有179个，只有痕迹（朱线等等）的则是98个，总计277个。四神之馆正式启用的2016年9月24日，天文图首次公开对外展示。
天文图很有可能是源于中国大陆或朝鲜半岛，类同于死于684年的章怀太子的墓内的天文图，因此有说法认为古坟的天文图的时期也与其接近，也有研究通过星宿位置的误差等推算出古坟的天文图的观测年代是300年（±90年），相比起中国最早的现存天文图淳祐天文图（1247年完成，观测时期是1078年至1085年）和韩国最早的现存天文图天象列次分野之图（朝鲜语：천상열차분야지도）（1395年）都要早。观测地点的纬度则是33.9度±0.7度，虽然日本的飞鸟（北纬34.5度）也处于这个纬度之间，但是由于日本的观测天文学始于7世纪，因此观测地是中国的西安（北纬34.3度）或洛阳（北纬34.6度）的可能性较高。
各面墙壁按照方位，各绘有三种生肖，不过能够确认到的只有子、丑、寅、午、戌和亥。子身穿红色衣领的半衣长袍，衣袖亦是红色，右手持跟身高几乎一样的钩镶（日语：鉤ジョウ）或弓，亥与子类同，而丑则身穿右衽的长袍，手持弓状物品。另外，虎穿V领半衣和左衽长袍，衣袖处有红色的装饰，配戴着腰带，手持幢，午也同样穿红袍，手持幢。戌穿跟虎一样的衣服，V字红色衣领，袖口是红色，手持幢。2008年5月9日至5月25日，子、丑和寅的壁画在飞鸟资料馆作特别公开。
在1998年的调查中，首先发现了北面墙壁的子和丑的兽人壁画，及后于2001年的调查中在东面墙壁的靠北处发现了寅的兽人壁画。在同年的调查中也发现了没有头部的戌的壁画，推测原本高约15厘米，宽9厘米。2004年8月4日，文化厅成功将戌壁画从墙壁中分离，这是日本首次成功将古坟壁画从墙壁中分离。同年11月1日，文化厅成功将丑的全体和亥的一部分壁画从墙壁中分离。2005年，在将朱雀壁画从墙壁中分离时发现了午的兽人壁画。
2019年3月22日，文化厅发现了疑似辰的壁画，不过由于该处被泥土所覆盖，详情仍然有待确认。
古坟出土了金银装帯取金具（日语：金物）残骸1件、金属制品16件、琥珀玉6件、玻璃制品、金属制品残骸6件、漆工制品残骸27件、漆、金箔片、石室石材残骸1件和土师器（日语：土師器）3件。其中，金银装帯取金具残骸是一个在铁环内侧贴上银板，表面以金象嵌（日语：象嵌）的形式，分别绘有细线和粗线以及S字形图案的文物。另外，金属制品中的银制鞘口和和鞘尾金具等，均是飞鸟时代末期少有的与刀相关的文物。此外，铅玻璃制，平均长度1.2毫米的玻璃颗粒虽然用途不明的文物，不过却是龟虎古坟独有的出土文物。而与木棺相关的金铜透雕座金具、银环附金铜六花形饰金具、朱漆涂木棺等的漆工制品残骸则对还原木棺原状以及石室全貌有很大的帮助。2018年10月31日，古坟的出土文物获指定为重要文化财。
