แม่เหล็กขั้วเดียว (อังกฤษ: Magnetic monopole) เป็นอนุภาคตามสมมุติฐานในการศึกษาฟิสิกส์ โดยกล่าวว่าเป็นแม่เหล็กที่มีเพียงขั้วเดียว (ดู สมการของแมกซ์เวลล์ เพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้วแม่เหล็ก)[1] ความสนใจในยุคใหม่คือแนวคิดที่กำเนิดจากทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทฤษฎีการรวมแรงครั้งใหญ่ (grand unification theory) และทฤษฎีซูเปอร์สตริง ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ทำนายถึงการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียว[2][3]สมมุติฐานแรกเกี่ยวกับแม่เหล็กขั้วเดียวตั้งขึ้นโดย ปีแยร์ กูรี ในปี ค.ศ. 1894[4] แต่ทฤษฎีควอนตัมว่าด้วยประจุแม่เหล็กเริ่มต้นจากบทความของ พอล ดิแรก เมื่อปี ค.ศ. 1931[5] ในบทความนี้ ดิแรกแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียวนั้นสอดคล้องกับสมการของแมกซ์เวลล์ก็ต่อเมื่อสามารถระบุปริมาณของประจุไฟฟ้าได้ นับแต่นั้นมากมีการวิจัยเพื่อค้นหาแม่เหล็กขั้วเดียวอย่างเป็นระบบ การทดลองในปี 1975[6] และปี 1982[7] ช่วยให้มองเห็นภาพเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ว่าอาจจะตีความหมายถึงแม่เหล็กขั้วเดียว แต่ปัจจุบันนี้ถือว่าไม่นับรวมการทดลองเหล่านั้น[8]การตรวจจับแม่เหล็กขั้วเดียวยังคงเป็นปัญหาที่หาข้อยุติไม่ได้ในฟิสิกส์เชิงทดลอง แต่ในการศึกษาฟิสิกส์เชิงทฤษฎี มีอยู่หลายแนวคิดในยุคใหม่ๆ ซึ่งสันนิษฐานได้ว่ามันมีอยู่จริง โจเซฟ โพลชินสกี นักทฤษฎีสตริงผู้มีชื่อเสียง อธิบายถึงการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียวว่า "หนึ่งในปริศนาฟิสิกส์ที่พนันได้อย่างปลอดภัยที่สุดว่าจะไม่มีวันมองเห็น"[9] ในแบบจำลองบางแบบ ไม่สามารถจะสังเกตการณ์แม่เหล็กขั้วเดียวได้ เพราะมันมีมวลมากเกินกว่าที่จะสร้างขึ้นด้วยเครื่องเร่งอนุภาคได้ และยังมีจำนวนน้อยมาก หายากยิ่งในเอกภพจนเกินกว่าที่เครื่องตรวจจับอนุภาคจะสังเกตเห็น[9]