ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (อังกฤษ: International Atomic Energy Agency, ย่อ: IAEA) เป็นองค์การระหว่างประเทศซึ่งมุ่งส่งเสริมการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในทางสันติ และห้ามการใช้สำหรับความมุ่งหมายทางทหารทั้งปวง ซึ่งรวมถึงอาวุธนิวเคลียร์ IAEA ตั้งขึ้นเป็นองค์การที่เป็นอิสระเมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม 2500 แม้ทบวงการฯ จะสถาปนาขึ้นเป็นเอกเทศจากสหประชาชาติผ่านสนธิสัญญาระหว่างประเทศขององค์การเอง คือ บทกฎหมาย IAEA แต่ IAEA รายงานต่อทั้งสมัชชาใหญ่และคณะมนตรีความมั่นคงแห่งสหประชาชาติ
IAEA มีสำนักงานใหญ่ในกรุงเวียนนา IAEA มี "สำนักงานพิทักษ์ภูมิภาค" สองแห่งซึ่งตั้งอยู่ในโตรอนโต ประเทศแคนาดาและในกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น IAEA ยังมีสำนักงานติดต่อประสานงานสองแห่งตั้งอยู่ในนครนิวยอร์ก สหรัฐ และในเจนีวา ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ นอกจากนี้ IAEA มีห้องปฏิบัติการสามแห่งตั้งอยู่ในกรุงเวียนนาและไชเบอร์ซดอร์ฟ ประเทศออสเตรียและในโมนาโก
IAEA เป็นสมัชชาระหว่างรัฐบาลเพื่อความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคในการใช้เทคโนโลยีนิวเคียร์และพลังงานนิวเคลียร์อย่างสันติทั่วโลก โครงการของ IAEA สนับสนุนการพัฒนาการใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ในทางสันติ การจัดหาการพิทักษ์ระหว่างประเทศใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์และวัสดุนิวเคลียร์ในทางที่ผิดและส่งเสริมความปลอดภัยนิวเคลียร์ (รวมการป้องกันรังสี) และมาตรฐานแความปลอดภัยนิวเคลียร์และการนำไปปฏิบัติ
IAEA และอดีตผู้อำนวยการใหญ่ มุฮัมมัด อัลบะรอดะอี เคยได้รับรางวัลโนเบลสาขาสันติภาพร่วมกันเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2548
ไอเออีเอก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2500 (ค.ศ. 1957) โดยมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เวียนนา ประเทศออสเตรีย และมีสมาชิกทั้งหมด 146 ประเทศ ผู้แทนจากแต่ละประเทศจะประชุมกันปีละครั้งเพื่อคัดเลือกคณะกรรมการปกครองจำนวน 35 คน ซึ่งจะประชุมกันปีละ 5 ครั้ง
นอกจากนี้ไอเออีเอยังมีสำนักงานอยู่ในแคนาดา เจนีวา นิวยอร์ก และโตเกียว อีกทั้งยังมีห้องทดลองอยู่ในออสเตรียและโมนาโก ขณะเดียวกันก็ให้การสนับสนุนศูนย์วิจัยในอิตาลี ที่อยู่ภายใต้การรับผิดชอบขององค์การศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ (ยูเนสโก)
