อาวุธที่มีอานุภาพทำลายล้างสูง (อังกฤษ: Weapon of Mass Destruction, WMD) คืออาวุธที่สามารถสังหารมนุษย์, สัตว์หรือพืชในจำนวนมาก และอาจทำลายสภาพแวดล้อมของโลกอย่างมหาศาล ซึ่งจำแนกได้เป็นอาวุธหลายประเภทด้วยกันได้แก่ อาวุธปรมาณู, อาวุธชีวภาพ, อาวุธเคมี รวมไปถึงอาวุธกัมมันตภาพรังสี (ต่างจากอาวุธปรมาณูตรงที่ให้แรงระเบิดน้อยกว่ามาก แต่แพร่กัมมันตรังสีในปริมาณที่เทียบเท่าหรือใกล้เคียงกับอาวุธปรมาณู) ที่กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นจากกองกำลังที่มีอำนาจทางการเงินและเทคโนโลยีที่ด้อยกว่า (เช่น ผู้ก่อการร้าย) เป็นที่โต้เถียงกันว่าศัพท์นี้ (ในภาษาอังกฤษ ส่วนในภาษาไทยนั้น ไม่ค่อยพบเห็นการใช้คำนี้มากนัก) ถูกใช้ครั้งแรกเมื่อใด โดยนิยามนี้อาจถูกใช้ครั้งแรกใน พ.ศ. 2480 (เมื่ออ้างอิงถึงการทำลายล้างเมืองเกอร์นิคาในสเปนด้วยการใช้เครื่องบินทิ้งระเบิดในสงครามกลางเมืองสเปน) หรือใน พ.ศ. 2488 (เมื่ออ้างอิงถึงการที่สหรัฐอเมริกาใช้อาวุธปรมาณูกับเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิในญี่ปุ่น) และเมื่อสงครามเย็นสิ้นสุดลง ศัพท์นี้ก็ถูกใช้กับอาวุธอื่นนอกจากอาวุธตามปกติมากขึ้น แต่คำนี้ถูกใช้มากที่สุดในการรุกรานอิรักใน พ.ศ. 2546 ที่มีสหรัฐฯ เป็นผู้นำการโจมตี (โดยอ้างเหตุในการรุกรานว่าอิรักนั้นครอบครองอาวุธที่มีอานุภาพทำลายล้างสูง)