Tartu Toomkirik on Tartus Toomemäel asuv ehitis. Kirikuna pole see pärast Liivi sõda funktsioneerinud. Hoone aadress on Lossi 25.
Toomkiriku ehitamist alustati tõenäoliselt 13. sajandi kolmandal veerandil, selle täiendamist jätkati aga kuni 16. sajandi alguseni. Viimasena valmisid Toomkiriku tornid. Kirik pühendati Peetrusele ja Paulusele. Toomkirik oli Tartu piiskopkonna peakirik ja piiskopi kirik. 16. sajandil oli toomkirik Ida-Euroopa suurim kirikuhoone ja tellisehitis.
Reformatsiooni ajal kannatas toomkirik (10. jaanuaril 1525) pildirüüste läbi ja hakkas lagunema. Liivi sõja käigus laastasid seda ka venelased, seda kasutati linnakodanike poolt küll ka edaspidi matmispaigana, kuid pärast Hermann II Weseli Venemaale küüditamist seda kirikuna enam ei kasutatud. 1582. aasta järel, mil Tartu langes poolakate kätte, tehti ka plaane toomkiriku renoveerimiseks ja uuesti kasutuselevõtuks, kuid järgnenud Poola-Rootsi sõjad nurjasid need kavad. Rootsi võimu ajal lagunes toomkirik edasi, kuid matusepaigana jäi see kasutusele kuni 18. sajandini. Toomkirikust on leitud eriti ohtralt just rootsiaegseid matuseid, mille juures oli sageli panustena münte. Lisaks matusepaigale kasutati kirikut ka heinaküüni ja kuurina. 1760. aastatel lammutati ka kiriku kõrged kaksiktornid kuni pikihoone kõrguseni. Samuti müüriti kinni toomkiriku peauks.
1802. aasta järel, kui Aleksander I lubas Tartusse taasrajada ülikooli, otsustas arhitekt Johann Wilhelm Krause toomkiriku kooriossa rajada raamatukogu. Raamatukogu ehitati aastatel 1804–1807. Krause plaanis tornidesse rajada ka observatooriumi, kuid see jäi siiski teostamata. Mõnevõrra taastati ka ülejäänud toomkirikut. Krause ajast on toomkirikust leitud palju keraamikat ja tuleasemeid, mis tehti varemetesse tõenäoliselt raamatukogu ehitavate tööliste poolt. 19. sajandi lõpus rajati toomkiriku põhjatorni veetorn. 1920. aastatel ehitati ülikooli raamatukokku ka keskküttesüsteem, raamatukogu ehitati ümber ka 1960. aastatel. 1981. aastal, kui valmis ülikooli raamatukogu uus hoone, koliti toomkiriku kooriossa Tartu Ülikooli ajaloomuuseum. Seda ehitati põhjalikumalt ümber 1985. aastal, mil osaliselt taastati 19. sajandi interjöör. Tööd viidi läbi Kaur Alttoa, Udo Tiirmaa ja Aala Buldase juhendamisel. Seni viimaseks suuremaks muudatuseks on toomkiriku tornide renoveerimine, misjärel need 2005. aastal huvilistele avati. Seejärel tekkinud Piiskopliku Tartu Toomkiriku Taastamise Selts on püüdnud saavutada kiriku taastamist oma keskaegses hiilguses Lübecki Maarja kiriku eeskujul. 2008. aastal Udo Tiirmaa juhtimisel alanud renoveerimistööd seda siiski ette ei näe, plaanis on kiriku seni varemetes olev osa ümber kujundada kontsertide andmise paigaks. Kiriku suuremas mahus taastamist takistab ka see, et pole kindlalt teada, milline see keskajal välja nägi.
Toomkirik on kõige pikemat aega uuritud Tartu hoone. Selle uurimise algatas 19. sajandi lõpul Tartu Ülikooli toonane arhitekt Reinhold Guleke, kes arheoloogilisi kaevamisi läbi viimata oletas, et kirik rajati 13. sajandil ja tegi selle võimalikke rekonstruktsioone. Esimesed arheoloogilised kaevamised viis kirikus läbi kunstiajaloo professor Helge Kjellin 1923. aastal. Seejärel uuris toomkrikut põhjalikult arhitektuuriloolane Otto Freymuth, kes kaevas seda 1926–1927 ja oletas, et esiti ehitati see kodakirikuna, hiljem kujundati ümber aga basiilikaks, samuti, et selle ehitamist alustati pärast linnamüüride rajamist 1262. aasta järel. Freymuthi esimesed kaks oletust on tugeva kahtluse alla langenud, kuid viimane on tõenäoliselt õige. Kunstiajaloolane Armin Tuulse oletas, et toomkiriku põhiosa võis rajada sama meister, kes ehitas Vastseliina linnuse kirdetorni.
1950. ja 1960. aastatel uuris kirikut kunstiajaloolane Olev Prints, kes arvas, et kiriku ehitamist alustati 13. sajandi keskpaiku ja et torne hakati ehitama 1470. aastatel. Alates 1970. aastatest on kirikut uurinud Kaur Alttoa ja Udo Tiirmaa. Alttoa arvab, et kirikut hakati rajama 13. sajandi kolmandal veerandil ja et see kujunes välja järk-järgult, saadews valmis 15. sajandi lõpuks või 16. sajandi alguseks. Kiriku võimsatele läänetornidele anti ilmselt ka kaitsefunktsioon ning ehituses võib aimata tsistertslaste ehitustraditsioone.
Toomkiriku uurimisel on enim tähelepanu pööratud hoonele, tunduvalt vähem aga arheoloogilisele leiumaterjalile. Viimast on hakatud enam arvestama alates 1990. aastatest. Alates sellest ajast on toomkirikus arheoloogilisi kaevamisi läbi viinud Romeo Metsallik, Heiki Valk, Arvi Haak ja Martin Malve. Viimastel kaevamistel 2008. aastal leiti kiriku põhjalöövist massiivne hauaplaat, mis pärineb tõenäoliselt 15. sajandist ja on ainus enam-vähem tervena säilinud toomkiriku hauaplaat.