Troitse-Sergi suurklooster (vene keeles Троице-Сергиева лавра; ametlikult Свято-Троицкая Сергиева лавра Püha Kolmainu Sergi Suurklooster) on Moskva oblasti kirdeosas Sergijev Possadis asuv õigeusu klooster.

Kloostri asutas 1337. aastal Radoneži Sergi (vene keeles Сергий Радонежский, 1314–1392). Esialgu elas Sergi erakuna, aga peatselt hakkasid tema lähedusse elama asuma teisedki erakud. Klooster pühitseti 1340. aastal. 1355. aastal võeti vastu kloostri uus põhikiri, mis sätestas ühiselu reeglid.

Kloostri algne põhiplaan on üldjoontes säilinud tänapäevani. Praeguse välisilme sai klooster 15.–18. sajandil. 1550. aastatel ümbritseti klooster valge kivimüüriga, millel on 12 torni. Müür on 1284 m pikk.

Kloostri esimene ülem oli isa Mitrofan, kes oli Radoneži Sergi mungaks püganud. Pärast Mitrofani surma sai kloostri ülemaks Radoneži Sergi, kes jäi sellele ametikohale kuni oma surmani. 1561. aastal pälvis Troitse-Sergi suurkloostri ülem arhimandriidi tiitli.

Keskajal oli klooster Loode-Venemaa poliitilises elus mõnikord tähtsal kohal. Ta toetas Venemaa tsaare. Üldtunnustatud kirikuloo järgi osales klooster võitluses tatari-mongoli ikke vastu ja segaduste ajal tegutses ta ka Vale-Dmitri II vastu. Kloostri mungad osalesid 1380. aastal Kulikovo lahingus ja kloostri ülem Sergi õnnistas lahingusse sõitvat väejuhti Dmitri Ivanovitši.

Segaduste ajal pidas klooster vastu 16 kuud kestnud Rzeczpospolita vägede piiramisele. Hiljem oli klooster Minini ja Požarski ülestõusu üks tugipunkte. Viimast korda jõudis vaenuvägi kloostri müüride alla 1618. aastal ja see oli Poola kuningapoeg Wladyslaw IV.

Tähtsaim ehitis suurkloostris on Kolmainu peakirik (1422–1423), mille ikonostaasi loomisest võttis osa Andrei Rubljov. Olulised on veel Jumalaema Uinumise peakirik (1559–1585, freskod aastast 1684), Jumalaema Hodegetria Smolenski Ikooni kirik (1746–1748) ja kellatorn (1741–1769).

Alates 1688. aastast on Troitse-Sergi stauropegiaalne. 8. juulil 1742 andis keisrinna Elisabet I kloostrile suurkloostri (lavra) tiitli.

Aastal 1742 avati kloostris vaimulik seminar ja 1814. aastast tegutseb seal Moskva Vaimulik Akadeemia.

Suurklooster suleti 20. aprillil 1920 Vene SFNV Rahvakomissaride Nõukogu dekreediga "Troitse-Sergi suurkloostri muutmisest ajaloo-kunstimuuseumiks". Muuseum muudeti 1946. aasta kevadel taas suurkloostriks.

Tänapäeval elab kloostris paarsada munka. Kloostri pikaaegne juht (1988–2019) oli ülempiiskop Feognost Guzikov (sündinud 1960).

Klooster kuulub alates 1993. aastast UNESCO maailmapärandi nimistusse.