การตรึงกางเขน (อังกฤษ: crucifixion) เป็นวิธีการประหารชีวิตซึ่งผู้ถูกสั่งให้ประหารจะถูกผูกหรือตอกตะปูบนไม้กางเขนและปล่อยทิ้งไว้ให้ตาย วิธีการประหารชีวิตแบบนี้เป็นวิธีที่ใช้ในสมัยจักรวรรดิโรมันและในประเทศเพื่อนบ้านในบริเวณเมดิเตอร์เรเนียน และวิธีที่คล้ายคลึงกันในจักรวรรดิเปอร์เชีย การประหารชีวิตโดยตรึงกางเขนโดยจักรวรรดิโรมันมาจนถึงปี ค.ศ. 337, หลังจากที่คริสต์ศาสนาเป็นศาสนาที่ถูกต้องตามกฎหมายของจักรวรรดิโรมันเมื่อปี 313 โดยจักรพรรดิคอนสแตนตินที่ 1 แต่การใช้วิธีตรึงกางเขนก็ยังใช้กันอยู่บ้างในหลายที่ในสมัยใหม่
“กางเขน” (Crucifix) ที่เป็นรูปสัญลักษณ์ของพระเยซูถูกตรึงบนกางเขนเป็นสัญลักษณืที่สำคัญของผู้นับถือศาสนาคริสต์ แต่ในนิกายโปรเตสแตนต์บางครั้งจะนิยมใช้กางเขนที่ไม่มีพระเยซูมากกว่า
การตรึงกางเขนจะไม่ใช้ทำพิธีกรรมที่เป็นสัญลักษณ์ แต่จะใช้ในการทีทำให้ผู้ตาย ตายอย่างทรมาน (ทำให้เกิดคำว่า “excruciating” หมายความว่า “out of crucifying” ซึ่งหมายถึงความเจ็บปวดที่ทารุณ), สยดสยอง (เพื่อทำให้คนขยาดจากการทำในสิ่งไม่ดี), และทำในที่สาธารณะ การตรึงกางเขนก็ต่างกันไปตามแต่ละสถานที่และยุคสมัย
ภาษากรีกและละตินที่เกี่ยวกับการตรึงกางเขนก็มีหลายลักษณะตั้งแต่ ตรึงกับเสา, ตรึงกับต้นไม้, ตรึงกับไม้รูปต่างๆ ถ้าใช้ไม้ไขว้ผู้ที่ถูกตรึงก็จะถูกบังคับให้แบกไม้บนบ่า เดินไปยังสุถานที่ที่จะถูกตรึง ซึ่งอาจจะทำให้เนื้อบนไหล่ฉีก น้ำหนักของกางเขนก็จะหนักประมาณ 135 กิโลกรัมแทซิทัส (Tacitus) นักประวัติศาสตร์โรมันบันทึกไว้ว่า ที่โรมมีสถานที่สำหรับการตรึงกางเขนเป็นการเฉพาะ อยู่ที่นอกประตูเอสควิลิเน่ (Esquiline Gate) และมีบริเวณเฉพาะสำหรับการประหารชีวิตทาสโดยตรึงกางเขน สันนิษฐานกันว่า ตรงที่ตรึงกางเขนจะมีเสาตรงปักไว้แล้วเป็นการถาวร และเมื่อมีผู้แบกไม้มา (หรืออาจจะตรึงแขนไว้กับไม้แล้วก็ได้) ก็ยกทั้งคนและไม้ขึ้นไปประกอบกับเสาตรงที่ปักถาวร
บางครั้งผู้ที่ถูกประหารชีวิตก็อาจจะถูกผูกกับไม้ด้วยเชือกหลังจากที่ถูกตรึง ตามที่บันทึกโดยนักประวัติศาสตร์โจซีฟัส (Josephus) ซึ่งกล่าวถึงสมัยที่กรุงเยรูซาเลมถูกล้อมเมื่อ ค.ศ. 70 ถึงการตรึงกางเขนผู้ที่ถูกจับด้วยวิธีต่างๆ ของทหารโรมันและใน จอห์น 20:25 วัตถุที่ใช้ในการตรึงกางเขนเช่น ตะปู เป็นสิ่งที่แสวงหากัน เพราะถือเป็นเครื่องรางช่วยป้องกันภัย
