กลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์ (อังกฤษ: 'Klinefelter's syndrome', '47, XXY', 'XXY syndrome') เป็นภาวะหนึ่งที่เพศชายมีโครโมโซมเอกซ์ (X) เกินมาอันหนึ่ง ปกติแล้วมนุษย์เพศหญิงจะมีโครโมโซมเพศเป็น XX และเพศชายมีโครโมโซมเพศเป็น XY ผู้ป่วยกลุ่มอาการนี้จะมีโครโมโซม X ตั้งแต่ 2 อันขึ้นไป และมีโครโมโซม Y อย่างน้อย 1 อัน จากการที่มีโครโมโซมเกินมานี้เองทำให้บางครั้งเรียกผู้ป่วยกลุ่มนี้ว่า "เพศชาย XXY" หรือ "เพศชาย 47, XXY"
กลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์เป็นความผิดปกติทางโครโมโซมเพศที่พบได้บ่อยที่สุดในมนุษย์ และเป็นภาวะมีโครโมโซมเกินที่พบบ่อยที่สุดเป็นอันดับสอง พบประมาณ 1 ใน 1,000 ของมนุษย์เพศชาย มนุษย์เพศชาย 1 ใน 500 คน จะมีโครโมโซม X เกินมาอันหนึ่ง แต่ไม่ทำให้เกิดกลุ่มอาการดังที่ว่านี้ สิ่งมีชีวิตอื่นที่มีกลุ่มอาการ XXY คล้ายกันนี้ยังมี เช่น หนู (mice) เป็นต้น
อาการหลักคือผู้ป่วยจะมีอัณฑะเล็กกว่าปกติ มีภาวะเจริญพันธุ์บกพร่อง (มีลูกยาก) นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติทางร่างกายและพฤติกรรมที่พบบ่อยอีกหลายอย่าง ซึ่งแตกต่างกันไปตามความรุนแรงของโรค ผู้ป่วยหลายคนมีอาการน้อยมากจนยากจะสังเกตพบ
กลุ่มอาการนี้ตั้งชื่อตามดอกเตอร์แฮร์รี่ ไคลน์เฟลเตอร์ (Dr. Harry Klinefelter) ซึ่งได้ทำการศึกษาวิจัยร่วมกับ Fuller Albright ในปี ค.ศ. 1942 ใน Massachusetts General Hospital ในบอสตัน แมสซาชูเซตส์ และได้บันทึกคำอธิบายโรคนี้ไว้ในปีนั้นเอง
สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการมีโครโมโซม X เกินมา มาจากการไม่แยกส่วน (nondisjunction) ของโครโมโซมในขั้นตอนการแบ่งเซลล์ไมโอซิส 1 หรือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ในกรณีนี้ โครโมโซมคู่ X และ Y ไม่แยกกันตามขั้นตอนปกติ ทำให้เกิดมีเซลล์อสุจิที่มีโครโมโซม X และ Y อยู่ด้วยกันในเซลล์เดียว (ปกติควรมีเพียง X หรือ Y อย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอันเดียว) เมื่อเซลล์อสุจินี้ผสมกับเซลล์ไข่ปกติที่มีโครโมโซม X 1 อัน จึงทำให้เกิดตัวอ่อนที่มีโครโมโซมเป็น XXY ขึ้นมา ถือเป็นรูปแบบที่ไม่ปกติของโครโมโซม XY ที่พบบ่อยที่สุด เกิดขึ้นในทารกเพศชายเกิดมีชีพ 1 ใน 100 คน