ปืนต่อสู้รถถัง (อังกฤษ: Anti-tank gun; AT-Gun) จัดเป็นปืนใหญ่ มีวิถีราบ อำนาจการยิงไกล มีความเร็วต้นของกระสุนและอำนาจทะลุทะลวงสูง พัฒนามาจากปืนใหญ่วิถีราบ (อังกฤษ: Cannon) หรือปืนใหญ่สนาม (อังกฤษ: Field Gun) ในสมัยแรก ปืนต่อสู้รถถังบางส่วนได้รับการพัฒนามาจากปืนต่อสู้อากาศยานที่มีขนาดลำกล้องใหญ่ โดยเปลี่ยนจากใช้กระสุนระเบิดแรงสูง (High-explosive ; HE) มาเป็นกระสุนเจาะเกราะ (Armor-Piercing ; AP) เช่น ปืน Flak 36 ขนาด 88 มม.ของนาซีเยอรมัน ปืน M1 gun ขนาด 90 มม.ของสหรัฐอเมริกา ฯลฯ เป็นต้น
ภารกิจของปืนต่อสู้รถถังนั้นใช้สำหรับยิงทำลายรถถังเป็นหลัก ส่วนภารกิจรองใช้ยิงสังหารบุคคลหรือทำลายสิ่งก่อสร้าง ปกติกระสุนพื้นฐานจะเป็นกระสุนระเบิดแรงสูง (High-explosive ; HE) และกระสุนระเบิดแรงสูงต่อสู้รถถัง (High-explosive, anti-tank ; HEAT) แต่ปืนต่อสู้รถถังบางรุ่น เช่น OQF 6 pdr. (M1 57 mm. Gun) และ OQF 17 pdr. ของอังกฤษจะมีกระสุนเจาะเกราะแบบสลัดเปลือกหุ้มทิ้งเอง (Armour-piercing discarding sabot ; APDS) เพิ่มขึ้นมา เพื่อเพิ่มอำนาจในการทะลุทะลวงเกราะของรถถังที่สูงขึ้นด้วย
ปืนต่อสู้รถถังนั้นมักจะมีแผ่นเกราะกำบังด้านหน้าเพื่อป้องกันอันตรายจากกระสุนปืนและสะเก็ดระเบิดจากฝ่ายตรงข้าม มีพลปืนจำนวน 3 คน โดย 2 คนจะเป็นพลบรรจุกระสุนและพลยิง ส่วนอีก 1 คนจะเป็นพลเล็งเป้า โดยปืนต่อสู้รถถังสามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยแรงคนในระยะใกล้หรือใช้รถหรือสัตว์ลากจูงในระยะไกล
จากคุณสมบัติดังกล่าวของปืนต่อสู้รถถัง จึงมีบางชาตินำรถถังรุ่นเดิมมาทำการปรับปรุงด้วยการติดตั้งปืนชนิดนี้เข้าไปแทน รวมทั้งมีการออกแบบรถถังรุ่นใหม่บางรุ่นให้ติดตั้งปืนชนิดนี้มาแต่แรก เพื่อเป็นการเพิ่มศักยภาพในการยิงทำลายรถถังด้วยกันโดยเฉพาะรถถังของหน่วย Panzer ที่มีเกราะด้านหน้าและด้านข้างหนา เช่น รถถัง Tiger I รถถัง Panther ฯลฯ ของนาซีเยอรมันในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งรถถังที่มีการปรับปรุงหรือติดตั้งปืนชนิดนี้ ได้แก่ รถถัง Sherman Firefly ของกองทัพอังกฤษ ซึ่งทำการติดตั้งปืน OQF 17 pdr. ขนาด 76.2 มม.แทนปืนใหญ่รถถัง M3 L/40 gun ขนาด 75 มม.ของเดิม
ส่วนปืนต่อสู้รถถังบางส่วนได้รับการปรับปรุงเป็นปืนใหญ่รถถัง อาทิเช่น ปืน M3 L/53 gun ขนาด 90 มม.ติดตั้งบนรถถัง M26 Pershing ปืน KwK 36 L/56 ติดตั้งบนรถถัง Tiger I ปืน M6 Gun ขนาด 37 มม.ติดตั้งบนรถถัง M3 Stuart ฯลฯ เป็นต้น
ปัจจุบันปืนต่อสู้รถถังได้ลดบทบาทลงไปมากแล้ว เนื่องจากปืนใหญ่รถถัง (ปถ.) ในยุคนี้ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาจนมีขีดสมรรถนะเพิ่มมากขึ้น โดยมีความกว้างปากลำกล้องมากกว่า มีความเร็วต้นของกระสุนสูงกว่า ให้ระยะยิงหวังยิงที่ไกลกว่า และสามารถทะลุทะลวงเป้าหมายได้ลึกกว่า อันเนื่องมาจากพัฒนาปืนและกระสุนแบบต่างๆ เช่น ปืนใหญ่รถถัง Royal Ordnance L7 (M68) ขนาด 105 มม. ของอังกฤษและปืนใหญ่รถถัง Rheinmetall L44 gun (M256) ขนาด 120 มม. ของเยอรมัน ซึ่งติดตั้งบนรถถัง M1 Abrams ของกองทัพสหรัฐอเมริกา
