폐정맥(pulmonary vein)은 인체 순환계에서 폐로부터 심장으로 산소가 풍부해진 혈액(동맥혈)을 운반하는 혈관이다. 일반적으로 정맥이 심장으로부터 멀어지는 방향이 아닌, 심장으로 향하는 혈관이라는 점에서 '정맥'이라는 명칭이 붙지만, 폐정맥은 산소가 공급된 혈액을 운반한다는 점에서 동맥혈이 흐르는 특수한 정맥이다.
인간의 경우 폐정맥은 총 4개로, 좌우 각 폐에서 상폐정맥과 하폐정맥이 각각 하나씩 나와 총 4개의 주요 폐정맥이 심장의 좌심방으로 연결된다. 이 혈관들은 폐순환(pulmonary circulation)의 구성 요소로, 다음과 같은 경로에 속한다.
우심실 → 폐동맥 → 폐의 모세혈관(폐포에서 기체교환) → 폐정맥 → 좌심방 → 좌심실 → 대동맥
폐정맥은 폐포에서 산소와 이산화탄소의 기체교환을 통해 산소화된 혈액을 받아 좌심방으로 운반하는 기능을 수행하며, 이후 이 혈액은 좌심실을 거쳐 체순환으로 보내져 전신 조직에 산소를 공급하게 된다. 따라서 폐정맥은 호흡과 혈액순환에 필수적인 역할을 담당한다.
한편, 선천성 심장 질환 중에는 폐정맥 전체 또는 일부가 좌심방이 아닌 다른 위치에 비정상적으로 연결되는 경우가 있는데, 이를 전폐정맥연결 이상(Total anomalous pulmonary venous connection)이라고 한다. 이러한 질환에서는 산소화된 혈액이 정상적인 경로로 좌심방에 도달하지 못하여 청색증, 호흡 곤란 등의 증상이 나타날 수 있다.
폐정맥은 해부학적으로 폐문(hilum) 부위를 통해 폐와 연결되며, 폐근(root of lung)을 구성하는 주요 구조물 중 하나로 분류된다.