เมกะโปรเจกต์ (อังกฤษ: megaproject) หรือ โครงการทางวิศวกรรมขนาดใหญ่มาก เป็นโครงการลงทุนขนาดใหญ่มาก เมกะโปรเจกต์มีนิยามปกติว่ามีมูลค่าลงทุนสูงกว่า 1 พันล้านดอลล่าร์สหรัฐ และดึงดูดความสนใจจากสาธารณะมากเพราะผลกระทบใหญ่หลวงต่อชุมชน สิ่งแวดล้อม และงบประมาณ เมกะโปรเจกต์ยังสามารถนิยามได้ว่าเป็น "การริเริ่มที่เป็นรูปธรรม มูลค่าสูงมาก และเป็นสาธารณะ" ความเอาใจใส่ในกระบวนการพัฒนาโครงการอาจจำเป็นต้องลดอคติการมองในแง่ดีและการแสดงผิดทางยุทธศาสตร์
เมกะโปรเจกต์มีทั้งสะพาน อุโมงค์ ทางหลวง ทางรถไฟ สนามบิน ท่าเรือ โรงไฟฟ้า เขื่อน โครงการน้ำเสีย เขตเศรษฐกิจพิเศษ โครงการขุดเจาะน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ อาคารสาธารณะ ระบบเทคโนโลยีสารสนเทศ โครงการสำรวจอวกาศและระบบอาวุธ อย่างไรก็ดี เมกะโปรเจกต์ที่พบมากที่สุดอยู่ในหมวดหมู่โรงงานไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโครงการขนส่งมวลชนขนาดใหญ่
ในประเทศไทย นิยมใช้คำว่า "เมกะโปรเจกต์" เรียกโครงการขนาดใหญ่ของรัฐที่ใช้เงินลงทุนสูงโดยทั่วไป โดยอาจไม่จำเป็นต้องเป็นโครงการที่มีความซับซ้อนในการก่อสร้างหรือดำเนินการก็ได้ โดยทั่วไปเมกะโปรเจกต์มักจะถูกสงสัยว่าเป็นโครงการที่มีการทุจริตสูง เนื่องจากเป็นโครงการขนาดใหญ่ ทำให้ตรวจสอบได้ทั่วถึงยาก และมีงบลงทุนสูง ทำให้มีแรงจูงใจในการทุจริตมากขึ้น
เนื่องจากโครงการขนาดใหญ่เหล่านี้ใช้งบประมาณสูงมาก จึงมักดำเนินการโดยความร่วมมือของกลุ่มบริษัทข้ามชาติขนาดใหญ่ ทั้งนี้เพื่ออาศัยความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านที่แตกต่างกัน และเพื่อกระจายความเสี่ยงในการลงทุน หรือดำเนินการโดยภาครัฐ โดยอาจร่วมมือกับภาคเอกชน (Public-Private Partnership) หรือระหว่างรัฐบาล (G to G - Government to government) ในรูปแบบต่าง ๆ เช่น การแลกเปลี่ยนสินค้าหรือบริการหรือบาร์เตอร์เทรด (ในกรณีประเทศไทย มักจะเป็นผลิตผลทางการเกษตร) การให้สัมปทาน การให้เอกชนสร้างและโอนเป็นของรัฐภายหลัง (BOT - Build-Operate-Transfer)
ตัวอย่าง "เมกะโปรเจกต์" ในประเทศไทย ได้แก่ ระบบสาธารณูปโภคพื้นฐาน ระบบจราจร ระบบขนส่งมวลชน การบริหารจัดการน้ำ ระบบบริหารการขนส่ง โครงการที่อยู่อาศัยของรัฐ (เช่น บ้านเอื้ออาทร บ้านมั่นคง) หรือ สนามบิน เป็นต้น
