รางวัลปาล์มทองคำ (ฝรั่งเศส: Palme d'Or) เป็นรางวัลสูงสุดในการประกวดภาพยนตร์ของเทศกาลภาพยนตร์เมืองคานส์ มีครั้งแรกในปี ค.ศ. 1955 โดยตั้งแต่ปี 1939 ถึง 1954 รางวัลสูงสุดใช้ชื่อว่า Grand Prix du Festival International du Film และตั้งแต่ปี 1964 ถึง 1974 ใช้ชื่อว่า Grand Prix du Festival
ก่อนหน้านี้จนถึงปี ค.ศ. 1954 คณะกรรมการของเทศกาลภาพยนตร์เมืองคานส์มีการมอบรางวัล "Grand Prix of the International Film Festival" ให้กับภาพยนตร์ที่ดีที่สุด โดยรางวัลจะมีการออกแบบใหม่ทุกปีโดยศิลปินร่วมสมัยในแต่ละปี จนสิ้นสุดปี 1954 คณะกรรมการบริหารเทศกาลเชิญช่างอัญมณีมาออกแบบปาล์ม เพื่ออุทิศให้กับตราอาร์มของเมืองคานส์ แบบดั้งเดิม ออกแบบโดยลูเซียน ลาซอน และแท่นประติมากรรมออกแบบโดยศิลปินชื่อ เซบาสเตียง
ในปี ค.ศ. 1955 รางวัลปาล์มทองคำครั้งแรกมองให้กับเดลเบิร์ต มานน์ให้กับผลงานภาพยนตร์เรื่อง Marty รางวัลปาล์มทองคำถือเป็นรางวัลสูงสุดของเทศกาลจนกระทั่งปี ค.ศ. 1964 เมื่อเทศกาลได้นำรางวัล Grand Prix กลับมาใช้ใหม่เนื่องจากปัญหาเรื่องลิขสิทธิ์กับเรื่องปาล์ม จนปี 1975 รางวัลปาล์มทองคำกลับมาใหม่อีกครั้งและถือเป็นสัญลักษณ์ของเทศกาลภาพยนตร์เมืองคานส์ มีการมอบรางวัลให้กับผู้กำกับภาพยนตร์ในทุก ๆ ปี สำหรับภาพยนตร์ยาวที่เข้าร่วมประกวดอย่างเป็นทางการ
ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1975 ได้มีการออกแบบตัวรางวัลใหม่หลายครั้ง เริ่มตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1980 โดยในปัจจุบัน ปาล์มทำจากทองคำ 24 กะรัต ในแม่พิมพ์ขี้ผึ้งติดเข้ากับที่รองที่เป็นคริสตัล บรรจุในกล่องหนังโมร็อกโคสีน้ำเงิน โดยประกาศรางวัลจะประกาศเป็นรางวัลสุดท้ายของเทศกาล โดยประธานกรรมการตัดสินในแต่ละปีเป็นผู้ประกาศผลและมอบรางวัล
