디오니소스 극장(그리스어: Θέατρο του Διονύσου, Theatre of Dionysus)은 그리스 아테네의 아크로폴리스 남쪽 비탈에 위치한 고대 그리스의 대형 야외 극장이다. 고대 그리스 연극의 발상지로 평가되며, 현존하는 인류 최초의 극장 유적으로 알려져 있다.
명칭은 그리스 신화의 술과 축제, 연극의 신인 디오니소스에서 유래하였다. 이 극장은 디오니소스를 기리기 위해 매년 봄에 열린 도시 디오니시아 축제(City Dionysia)의 개최지였다. 기원전 6세기 중후반경 최초의 합창대석(orchestra)이 조성된 것으로 추정되며, 이후 여러 차례 증축과 개조를 거쳤다. 기원전 5세기 무렵에는 아이스킬로스, 소포클레스, 에우리피데스와 같은 고대 그리스 3대 비극 작가와 희극 작가 아리스토파네스의 작품이 이곳에서 초연되어 경연이 벌어졌다.
초기에는 언덕 비탈에 나무 의자를 놓은 간소한 형태였으나, 기원전 4세기 중엽에 돌로 만든 계단식 좌석이 건설되면서 약 14,000명에서 17,000명에 이르는 관객을 수용할 수 있는 대규모 극장으로 발전하였다. 중앙에는 디오니소스에게 제사를 지내는 제단이 설치되었고, 원형으로 된 합창대석의 지름은 약 18미터에서 19.6미터에 달했다. 로마 시대인 서기 61년경 네로 황제 때 무대 구조가 대폭 변경되었으며, 4세기 이후 사용이 중단되면서 훼손되기 시작하였다.
1765년에 재발견되었고, 19세기 후반 독일 고고학자이자 건축 권위자인 빌헬름 되르펠트(Wilhelm Dörpfeld)의 감독 아래 고고학적 복원이 이루어졌다. 현재는 유적지로서 보존 상태가 완전하지는 않으나, 아테네 아크로폴리스 통합 관람 구역의 일부로 관리되며 일반에 공개되고 있다. 디오니소스 극장은 이후 건축된 로마의 콜로세움을 비롯한 서양 극장 건축의 원형으로서 역사적 가치가 높다.