จักรวรรดิข่านอิล (อังกฤษ: Ilkhanate; เปอร์เซีย: ?????????, "Ilkhanan"; มองโกเลีย: ???????? ???, "ดินแดนของฮูเลกู" (Hulagu-yn Ulus)) เป็นรัฐที่แตกมาจากจักรวรรดิมองโกล ครอบคลุมพื้นที่ในตะวันออกกลาง บริเวณประเทศอิหร่านในปัจจุบันเป็นส่วนใหญ่ คำว่า "อิลข่าน" มาจากนามที่กุบไลข่านประทานให้แก่ฮูเลกู ข่าน ผู้ปกครองคนแรก
จุดเริ่มต้นของจักรวรรดิข่านอิลมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 13 เมื่อเจงกีส ข่าน รบชนะจักรวรรดิควาเรซม์ และพิชิตดินแดนในเอเชียกลางและตะวันออกกลาง ล่วงมาจนถึงฮูเลกู ข่าน พระนัดดา (หลาน) ของเจงกีส ข่าน เมื่อเขารบชนะราชวงศ์อับบาซียะฮ์ที่ครองกรุงแบกแดด ฮูเลกูก็ขยายอำนาจไปในปาเลสไตน์ ก่อนจะพ่ายให้กับชาวแมมลุกในยุทธการที่เอนจาลูต หลังมองเกอ ข่านสวรรคต จักรวรรดิมองโกลก็เกิดสงครามกลางเมือง และแตกออกเป็นหลายอาณาจักร ในปี ค.ศ. 1335 เมื่อผู้ปกครองคนสุดท้าย อะบู ซาอิด สวรรคต จักรวรรดิข่านอิลก็ระส่ำระส่ายและล่มสลายลงในที่สุด
