Palais du Luxembourg on historiallinen palatsi Pariisin kuudennessa piirissä, Luxembourgin puiston pohjoispuolella. Nykyisin siellä kokoontuu Ranskan senaatti.Palatsin rakennutti alun perin Maria de Medici, Ludvig XIII:n äiti. Sen koristelivat taiteilijat Nicolas Poussin ja Philippe de Champaigne. Palatsissa asui myös Napoleon Bonaparte.