มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย (อังกฤษ: University of Pennsylvania) (โดยทั่วไปเรียกว่า เพน (Penn) หรือ ยูเพน (UPenn) ) เป็นมหาวิทยาลัยเอกชนชั้นนำของสหรัฐอเมริกา ตั้งอยู่ที่เมือง ฟิลาเดลเฟีย ในรัฐเพนซิลเวเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ก่อตั้งในปี พ.ศ. 2283 (ค.ศ. 1740) โดยนายเบนจามิน แฟรงคลิน ซึ่งนับว่าเป็นมหาวิทยาลัยเก่าแก่เป็นอันดับ 4 ของสหรัฐอเมริกา และเป็นหนึ่งในสมาชิกไอวีลีก มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียได้รับการยอมรับให้เป็นมหาวิทยาลัยชั้นนำของสหรัฐอเมริกาและของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีชื่อเสียงในด้าน การแพทย์ พาณิชยศาสตร์ นิติศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียนับว่าเป็นมหาวิทยาลัยที่เข้ายากและมีการแข่งขันสูงมากที่สุดแห่งหนึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกา หลักสูตรปริญญาตรีของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียได้รับการจัดอันดับให้อยู่ในอันดับที่ 4 ของประเทศ โดยนิตยสารยูเอสนิว (US News & World Report 2010) นอกจากนี้ วิทยาลัยและคณะต่างๆในระดับปริญญาโทและเอกส่วนใหญ่ก็ถูกจัดอยู่ใน Top 10 เกือบทั้งสิ้น ในปัจจุบัน (ปี พ.ศ. 2552) มีนักศึกษาประมาณ 24,599 คน และคณาจารกว่า 4,127 คน ในปี พ.ศ. 2553 มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียมีงบประมาณทั้งสิ้น 5.542 พันล้านดอลล่าสหรัฐอเมริกา หรือประมาณ 180,000 ล้านบาท นับเป็นจำนวนมากที่สุดในกลุ่มไอวีลีก