ถุงขยะ (อังกฤษ: garbage bag หรือ bin bag) เป็นถุงพลาสติกชนิดใช้แล้วทิ้งสำหรับการบรรจุขยะ,มักจะนำมาใส่บุไว้ด้านในถังขยะเพื่อให้สามารถรวบและนำขยะไปทิ้งได้ง่าย,นำมาคล้องไว้กับห่วงโลหะเพื่อใช้แทนถังขยะ, หรือใช้ใส่รวบรวมขยะเมื่อเก็บขยะด้วยมือถุงขยะโดยปกติจะผลิตด้วยพลาสติกพอลิเอทิลีนเหมือนกับถุงพลาสติกทั่วไปแต่มักจะผลิตเป็นสีดำทึบ ทำให้นิยมเรียกกันว่าถุงดำ,แต่ถุงขยะซึ่งใช้แทนถังขยะสาธารณะในปัจจุบันมักเป็นสีใสเพื่อให้สามารถสังเกตได้ง่ายหากมีวัตถุต้องสงสัยอยู่ภายใน (เช่น ระเบิด)