올림픽 투발루 선수단은 투발루를 대표하여 올림픽에 참가하는 선수단을 지칭한다. 투발루는 오세아니아에 위치한 작은 섬나라로, 세계에서 인구가 가장 적은 독립국 중 하나이다. 이들은 올림픽 무대에서 '참가에 의의를 두는' 올림픽 정신을 잘 보여주는 국가 중 하나로 꼽힌다.
투발루는 2008년 베이징 하계 올림픽에서 처음으로 올림픽에 데뷔했다. 이 첫 참가 이후로 2012년 런던, 2016년 리우, 2020년 도쿄(2021년 개최) 하계 올림픽 등 모든 하계 올림픽에 꾸준히 선수단을 파견해왔다. 투발루는 아직 동계 올림픽에는 참가한 적이 없다.
선수단은 주로 육상(단거리)과 역도 종목에 출전하며, 소규모 선수단을 파견하는 것이 특징이다. 투발루는 현재까지 올림픽에서 메달을 획득한 기록은 없으며, 대부분의 선수들은 국제 무대에서 경험을 쌓고 자국 스포츠 발전에 기여하는 것을 목표로 한다. 투발루 선수단은 올림픽을 통해 자국의 존재를 알리고, 젊은 세대에게 스포츠에 대한 영감을 불어넣는 중요한 역할을 수행하고 있다.