『ガリレオシリーズ』は、日本の推理作家東野圭吾原作の推理小説で、物理学者・湯川学を主人公とした連作ミステリーシリーズの総称です。他に『探偵ガリレオシリーズ』（たんていガリレオシリーズ）、『物理学者湯川シリーズ』（ぶつりがくしゃゆかわシリーズ）とも呼ばれています。
初出は『オール讀物』1996年11月号。天才物理学者・湯川学が、大学時代の友人である刑事・草薙俊平の依頼を受けて、一見超常現象とも取れる不可解な事件を科学によって解決する。また、シリーズ第2作以降は論理的な推理によって、解決するものもあります。作者が理系出身であることを生かし持っている知識をフル活用して書いた作品で、検証こそされていないが原作中に登場するトリックはすべて理論的には可能なものであるというから驚き。
古くから推理小説においては、「世間において、あまり一般的ではない科学技術を駆使したトリックは使用しない」という暗黙の了解が存在するが、本シリーズではこれを意図的に破る事でヒットを収めた。
2007年10月から短編集2作を原作としたテレビドラマ『ガリレオ』として放映されました。現在は夕方の時間に再放送がされています。ドラマ化発表時点でシリーズ全体の発行部数は約160万部であったが、その後売上を伸ばし、さらには『容疑者Xの献身』の文庫化もあって、2008年8月現在では発表時点の公表より大きく上回り400万部を突破しました。また、2008年10月にはテレビドラマの劇場版として同キャスト・スタッフにより探偵ガリレオシリーズ第3作『容疑者Xの献身』が映画化されました。
シリーズ初の長編作『容疑者Xの献身』は第134回直木三十五賞を受賞しています。
2015年6月10日発売の文春文庫『禁断の魔術』は「猛射つ」を改稿した長編小説の文庫オリジナルとなっており、3月10日発売の文春文庫『虚像の道化師』に7作品収録されています。