우반구(右半球, right hemisphere)는 인간의 대뇌를 좌우로 나누는 정중세로틈새(longitudinal fissure)를 기준으로 오른쪽에 위치한 대뇌 반구를 가리키는 해부학·신경과학 용어이다. 대뇌는 좌반구와 우반구로 구성되며, 두 반구는 뇌량(corpus callosum)이라는 신경 섬유 다발을 통해 연결되어 상호 정보를 교환한다.
우반구는 신체의 좌측 운동 및 감각 기능을 주로 관장한다. 기능적 측면에서 우반구는 공간 지각 능력, 도형 및 얼굴 인식, 음악적 능력, 감정의 인식과 표현, 비언어적 정보 처리, 직관적 사고, 전체적 맥락 파악 등에 관여하는 것으로 알려져 있다. 언어 능력 자체는 좌반구가 우세한 경우가 많으나, 우반구는 운율이나 억양과 같은 언어의 비언어적 측면을 이해하는 데 중요한 역할을 한다.
우반구에 손상이 발생할 경우, 손상 부위와 정도에 따라 좌측 편마비 또는 편측 감각 저하, 공간 지각 능력 저하, 주의력 및 판단력 등의 인지 기능 장애, 감정 표현 및 인식 장애, 병인식 불능(anosognosia), 그리고 왼쪽 공간이나 신체를 인식하지 못하는 무시 증후군(neglect syndrome) 등이 나타날 수 있다.
과거에는 좌반구는 논리·언어, 우반구는 창의·직관을 담당한다는 이분법적 구분이 널리 알려졌으나, 현대 신경과학 연구에서는 이러한 기능 분담이 엄격하게 구분되기보다는 두 반구가 역동적으로 상호 협력하여 복잡한 인지 기능을 수행한다는 견해가 지배적이다.