مرصد الموجة الثقالية (أو كاشف الموجة الثقالية) هو أي جهاز مصمم لقياس الأمواج الثقالية، وهي تشوهات أو تموجات صغيرة في الزمكان تنتشر على شكل أمواج، تنبأت بوجودها نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين لأول مرة في عام 1916. . الأمواج الثقالية هي اضطراب في تقوس الزمكان النظري ناجم عن الكتل المتسارعة (مثل نجمين يدوران حول بعضهما). وجود الإشعاع الثقالي هو تنبؤ دقيق للنسبية العامة، ولكن هو أيضا سمة من سمات جميع نظريات الجاذبية التي تمثل النسبية الخاصة.
منذ الستينيات، تم بناء أجهزة الكشف عن الأمواج الثقالية وحٌسّنت باستمرار. وقد وصل إجمالي الجيل الحالي من الهوائيات الرنانة (Resonant antennas) وكذلك قياس التداخل الليزري إلى الحساسية اللازمة للكشف عن الأمواج الثقالية من مصادر درب التبانة. وتعد مراصد الأمواج الثقالية الأداة الرئيسية لعلم فلك الموجات الثقالية.
ولقد قدمت عدد من التجارب أدلة غير مباشرة، لا سيما مراقبة النبضات الثنائية. وفي فبراير 2016، أعلن فريق مرصد الليزر المتطور لقياس تداخل الموجات الثقالية (ليغو) عن اكتشاف الأمواج الثقالية من اندماج زوج من الثقوب السوداء.