チョウチョウウオ科 (チョウチョウウオか、Chaetodontidae) は、スズキ目スズキ亜目に属する科。世界中の暖かい海のサンゴ礁などに約130種以上が生息し、日本近海でも53種が見られる。木の葉のように丸くて薄い体型をしており、鮮やかな色彩をもつものが多い。英語ではButterflyfish（バタフライフィッシュ）と呼ばれる。また、チョウチョウウオの名の由来は「サンゴ礁のなかをひらひらと泳ぐ様」を「お花畑をひらひらと飛ぶチョウ」の姿に準えたものである。この科は種類も多く、人気の高い観賞魚の仲間であり、今日では多くの種が観賞魚として流通している。
科の学名 Chaetodontidae は、ギリシア語のchaite とodous に由来し、それぞれ「髪の毛」、「歯」を意味する。本科の魚の口には毛のような歯が生えており、これを表したものであろう。キンチャクダイ科 Pomacanthidae に近縁だが、本科は鰓蓋に棘がないことで区別される。
