올리고펩타이드(영어: oligopeptide)는 2개에서 약 20개의 아미노산이 펩타이드 결합을 통해 연결된 비교적 짧은 펩타이드를 가리키는 생화학 용어이다. "올리고(oligo-)"는 그리스어에서 유래한 접두사로 "몇몇" 또는 "적은"이라는 의미를 지닌다. 올리고펩타이드에는 다이펩타이드(2개 아미노산), 트라이펩타이드(3개 아미노산), 테트라펩타이드(4개 아미노산), 펜타펩타이드(5개 아미노산) 등이 포함된다. 일반적으로 20개 이상의 아미노산으로 구성된 더 긴 사슬은 폴리펩타이드 또는 단백질로 분류된다.
올리고펩타이드는 자연계에서 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 대표적인 예로는 항산화 작용을 하는 트라이펩타이드인 글루타티온(glutathione), RNA 중합효소를 저해하는 독성 고리형 펩타이드인 아마니틴(amanitin), 소화액 분비를 자극하는 세룰레타이드(ceruletide), 단백질 분해 효소를 저해하는 안티파인(antipain)·류펩틴(leupeptin)·펩스타틴(pepstatin) 등이 있다.
자연에서 생성되는 올리고펩타이드의 주요 부류로는 아에루기노신, 사이아노펩톨린, 마이크로시스틴, 마이크로비리딘, 마이크로기닌, 아나바에노펩틴, 사이클라마이드 등이 있다. 이 중 마이크로시스틴은 음용수에서의 잠재적 독성 때문에 가장 많이 연구되었다. 이들 올리고펩타이드는 대부분 비리보솜 펩타이드 합성효소(non-ribosomal peptide synthetase)에 의해 생성되며, 사이클라마이드와 마이크로비리딘은 리보솜을 통해 합성되는 예외에 해당한다.
올리고펩타이드는 생화학 연구, 의약품 개발, 화장품 성분 등 다양한 분야에서 활용된다. 특히 화장품 분야에서는 올리고펩타이드-68과 같은 특정 서열의 올리고펩타이드가 피부 재생, 주름 개선, 콜라겐 생성 촉진 등의 기능성 성분으로 사용되고 있다.