Gua Altamira (; bahasa Spanyol: Cueva de Altamira [ˈkweβa ðe altaˈmiɾa]) adalah kompleks gua yang terletak di dekat kota bersejarah Santillana del Mar di Cantabria, Spanyol . Ini terkenal dengan seni gua prasejarah yang menampilkan gambar arang dan lukisan polikrom fauna lokal kontemporer dan tangan manusia. Lukisan paling awal diterapkan selama Paleolitik Muda, sekitar 36.000 tahun yang lalu. Situs ini ditemukan pada tahun 1868 oleh Modesto Cubillas dan kemudian dipelajari oleh Marcelino Sanz de Sautuola.

Selain kualitas seni polikromatiknya yang mencolok, ketenaran Altamira berasal dari fakta bahwa lukisannya merupakan lukisan gua Eropa pertama. untuk mana asal prasejarah disarankan dan dipromosikan. Sautuola menerbitkan penelitiannya dengan dukungan Juan de Vilanova y Piera pada tahun 1880, untuk awal pengakuan publik.

Namun, publikasi penelitian Sanz de Sautuola dengan cepat menimbulkan kontroversi publik yang pahit di antara para ahli, beberapa di antaranya menolak asal lukisan prasejarah dengan alasan bahwa manusia prasejarah tidak memiliki kemampuan yang cukup untuk berpikir abstrak. Kontroversi berlanjut hingga tahun 1902, saat laporan penemuan serupa lukisan prasejarah di wilayah Perancis-Cantabria telah terkumpul dan bukti tidak dapat lagi ditolak.

Altamira terletak di wilayah Perancis-Cantabria dan pada tahun 1985 dinyatakan sebagai Situs Warisan Dunia oleh UNESCO sebagai lokasi utama Gua Altamira dan Seni Gua Paleolitik di Spanyol Utara. Gua tersebut tidak dapat lagi dikunjungi, karena alasan konservasi, tetapi terdapat replika dari suatu bagian di situs tersebut dan di tempat lain.