국제천문연맹(International Astronomical Union, IAU)은 국제 협력을 통해 천문학을 촉진하고 보호하는 것을 목적으로 하는 국제 비정부 과학 기구이다. 영문 명칭은 International Astronomical Union, 프랑스어 명칭은 Union astronomique internationale (UAI)이다.
1919년 7월 28일 벨기에 브뤼셀에서 개최된 국제연구협의회(현 국제과학협의회, ISC)의 회의에서 결성되었다. 초기 회원국은 벨기에, 캐나다, 프랑스, 영국, 그리스, 일본, 미국 등 7개국이었다. 본부는 프랑스 파리 14구에 위치한 파리 천체물리학 연구소(Institut d'Astrophysique de Paris) 내에 있다.
국제천문연맹의 주요 활동은 다음과 같다. 첫째, 전 세계에서 과학 회의를 조직하며, 3년마다 총회(General Assembly)를 개최한다. 둘째, 기본적인 천문 및 물리 상수와 천문학 명명법을 정의한다. 셋째, 천체와 그 표면 지형에 대한 명칭을 부여하는 국제적으로 인정된 유일한 기관으로, 이 권한은 1982년 유엔 결의안 제13호에서도 인정되었다. 넷째, 천문학 연구, 교육 및 대중 홍보 활동을 촉진한다.
국제천문연맹은 9개의 과학 분과(Divisions)와 39개의 전문 위원회(Commissions), 48개의 실무단(Working Groups)을 통해 운영된다. 주요 하위 기관으로는 행성계 명명 실무단(WGPSN), 항성명 실무단(WGSN), 소행성체 센터(MPC), 유성우 데이터 센터 등이 있다.
2006년 체코 프라하에서 열린 제26차 총회에서는 명왕성(Pluto)을 행성에서 왜행성(dwarf planet)으로 재분류하는 결의안 B5를 승인하여 전 세계적으로 큰 주목을 받았다.
2026년 기준으로 국제천문연맹에는 82개국의 국가 회원(National Members)이 있으며, 전 세계 92개국에서 약 12,742명의 개인 회원(Individual Members)이 활동하고 있다. 2022년에는 대한민국 부산에서 제31차 총회가 개최되었으며, 2024년에는 남아프리카공화국 케이프타운에서 제32차 총회가 열렸다.