La cova d'Altamira és una cavitat natural a la roca en què es conserva un dels cicles pictòrics i artístics més importants de la Prehistòria. És al municipi de Santillana del Mar (Cantàbria, Espanya), a uns dos quilòmetres del centre urbà, en un prat del qual va prendre el nom.

Des del seu descobriment el 1868 per Modesto Cubillas i el seu posterior estudi per Marcelino Sanz de Sautuola ha estat excavada i estudiada pels principals prehistoriadors de cadascuna de les èpoques des que va ser admesa la seva pertinença al Paleolític.

Les pintures i gravats de la cova pertanyen als períodes Magdalenià i Solutrià principalment i, alguns altres, al Gravetià i al començament de l'Aurinyacià, això últim segons proves utilitzant sèries d'urani. D'aquesta manera es pot assegurar que la cova va ser utilitzada durant diversos períodes, sumant 22 000 anys d'ocupació, des de fa uns 35 600 fins fa 13.000 anys, quan l'entrada principal de la cova va quedar segellada per un ensorrament, tots dins el Paleolític Superior.

L'estil de gran part de les seves obres s'emmarca en l'anomenada escola «francocantàbrica», caracteritzada pel realisme de les figures representades. Conté pintures policromes, gravats, pintures negres, vermelles i ocres que representen animals, figures antropomorfes, dibuixos abstractes i no figuratius.

El seu sostre dels policroms ha rebut qualificatius com Capella Sixtina de l'art rupestre; «... la manifestació més extraordinària d'aquest art paleolític...», «...la primera cova decorada que es va descobrir i que continua sent la més esplèndida» i «...si la pintura rupestre [paleolítica] és l'exemple d'una gran capacitat artística, la cova d'Altamira representa la seva obra més excel·lent» ens indiquen la gran qualitat i bellesa del treball dels magdalenians en aquest recinte.

Va ser declarada Patrimoni de la Humanitat per la Unesco el 1985. L'any 2008 es va fer una extensió de la nominació a altres 17 coves del País Basc, Astúries i la pròpia Cantàbria, i el conjunt va passar a anomenar-se «Cova d'Altamira i art rupestre paleolític del nord d'Espanya».