Grad Caernarfon (valižansko Castell Caernarfon) je srednjeveška trdnjava v Caernarfonu, Gwynedd, v severozahodnem Walesu, v upravljanju Cadw, službe za zgodovinske zgradbe valižanske vlade. V mestu Caernarfon je bil od poznega 11. stoletja do leta 1283, ko je kralj Edvard I. začel graditi kamniti grad, tu grad mota (grad na griču v obliki stolpa). Edvardovo mesto in grad sta bila upravno središče severnega Walesa in zato so veliko pozornosti namenili obrambi. Povezava z rimsko preteklostjo Caernarfona in rimsko utrdbo Segontium v bližini je bila premišljena.

Ko so še gradili grad, je bilo okrog Caernarfona zgrajeno obzidje. Od začetka do konca leta 1330 so bili stroški med 20.000 £ in 25.000 £. Zunanjost je bila v glavnem končana, notranjost stavbe pa ne, veliko gradbenih načrtov nikoli ni bilo uresničenih. Mesto in grad so oplenili leta 1294, ko je Madog ap Llywelyn vodil upor proti Angležem. Caernarfon je bil ponovno zavzet naslednje leto. Med uporom Owaina Glyndŵra 1400–1415 je bil grad oblegan. Ko so Tudorji leta 1485 zasedli angleški prestol, so se napetosti med Valižani in Angleži začele zmanjševati in gradovi so postali manj pomembni. Tudi grad Caernarfon je začel propadati.

Kljub razpadajočemu stanju je bil med angleško državljansko vojno grad v lasti rojalistov. Parlamentarci so jih trikrat premagali. Takrat je bil grad zadnjič uporabljen v vojni. Do 19. stoletja je propadal, nato pa je država financirala popravila. Leta 1911 je bil uporabljen za podelitev naslova valižanski princ (Prince of Wales) in še enkrat leta 1969. Grad je del svetovne kulturne dediščine Gradovi in mestno obzidje kralja Edvarda I. v Gwyneddu (Castles and Town Walls of King Edward in Gwynedd).