De Kathedraal van Ani (Armeens: Անիի մայր տաճար, Anii mayr tačar; Turks: Ani Katedrali) is het grootste staande gebouw in Ani, de hoofdstad van het middeleeuwse Bagratid Armenië, gelegen in het huidige Oost-Turkije, op de grens met het moderne Armenië. De bouw werd in het begin van de 11e eeuw voltooid door de architect Trdat en het was bijna een halve eeuw de zetel van de Catholicos, het hoofd van de Armeense Apostolische Kerk.

In 1064, na de Seltsjoekse verovering van Ani, werd de kathedraal omgebouwd tot moskee. Later werd het weer gebruikt als een Armeense kerk. Het liep uiteindelijk schade op bij een aardbeving in 1319 toen de kegelvormige koepel instortte. Vervolgens werd Ani geleidelijk verlaten en raakte de kerk in verval. De noordwestelijke hoek van de kerk werd zwaar beschadigd door een aardbeving in 1988.

De kathedraal wordt beschouwd als het grootste en meest indrukwekkende bouwwerk in Ani. Het is een koepelbasiliek met een rechthoekig plan, hoewel de koepel en het grootste deel van de ondersteunende trommel nu ontbreken. Het gebruik van spitsbogen en clusterpijlers is door wetenschappers alom geciteerd als mogelijke invloed op, of op zijn minst voorafgegaan, de gotische architectuur. De kathedraal, samen met de hele site van Ani, werd in 2016 door de UNESCO uitgeroepen tot werelderfgoed.