桓武天皇（かんむてんのう，737年—806年4月9日），讳山部，日本第50代天皇（781年4月30日—806年4月9日在位）。光仁天皇之子。在位时迁都平安京，开启平安时代。去世后的和风谥号是日本根子皇统弥照尊，汉风谥号是桓武天皇。

山部作为白壁王（日后的光仁天皇）的长子，737年（天平9年）出生。生母是以百济武宁王为祖的王族后裔和氏出身的高野新笠。因为生母出自身份低下的归化系氏族，山部最早是想作为官僚出人头地，担任大学头和侍从（光仁天皇即位以前被称为山部王）。

父皇即位后，山部在亲王宣下的同时被授予四品官位，之后担任中务卿。因为生母的出身低下，山部亲王并没有想到日后会被立为太子。但是，在藤原氏等掀起的政治斗争之中，异母弟皇太子他户亲王之母皇后井上内亲王在772年4月9日（宝龟3年3月2日）、他户亲王在同年7月2日（5月27日）相继被废。第二年的773年1月29日（宝龟4年1月2日），山部亲王被册立为皇太子，其背后是藤原式家的藤原百川的支持。

781年4月30日（天应元年4月3日），山部亲王接受光仁天皇的让位，即天皇位。第二天的5月1日（4月4日），册立同母弟早良亲王为皇太子。5月12日（4月15日），宣读即位诏书。783年5月23日（延历2年4月18日），册立藤原乙牟漏（父亲是藤原式家的藤原良继）为皇后。桓武天皇与皇后有两位皇子，安殿亲王（日后的平城天皇）和神野亲王（日后的嵯峨天皇）。另外，还与夫人藤原旅子（藤原百川之女）生有大伴亲王（日后的淳和天皇），与夫人多治比真宗之间生有葛原亲王（786-853，桓武平氏之祖）。

785年（延历4年）9月左右，皇太子早良亲王因暗杀藤原种继（藤原式家）而被废黜太子之位，被处以流放之刑，早良亲王以绝食抗议，死于流配的途中。之后，同年12月31日（11月25日），桓武天皇册立安殿亲王为皇太子。

桓武天皇即位前的772年（宝龟3年）有井上内亲王和他户亲王、在位中的785年（延历4年）有早良亲王，都是死于非命，其间有重重阴谋。桓武天皇害怕井上内亲王和早良亲王的怨灵，于800年8月16日（延历19年7月23日），追尊早良亲王为“崇道天皇”，并恢复井上内亲王的皇后之位。

桓武天皇晩年，由于营建平安京和东北地区的军事远征，使百姓劳苦，经藤原绪嗣（藤原百川的长子）建言，新都营造和军事远征都中断了（藤原绪嗣和菅野真道的德政相论）。

806年4月9日（延历25年3月17日），桓武天皇崩御。

桓武天皇厌恶平城京（今奈良）强大的佛教各寺的影响力，还有天武天皇流的皇统断绝、回到了天智天皇流的皇统等原因，784年（延历3年）因藤原种继建议，决定迁都于当时虽有经秦氏（自称是秦始皇后裔的日本著名渡来人一族）开拓、但仍然算是未开化的山城国。次年藤原种继被暗杀，废太子早良亲王，立安殿亲王为太子。最初在784年（延历3年），开始营建长冈京，却发生了天灾、近亲者发生不幸的恶灵作祟，在古代这些都是算作天皇无德的证据，桓武天皇怕被民众认为不具备天皇的资格，仅仅在10年后的794年（延历13年），就由长冈京再迁都到了符合五行、阴阳之说，与四神相应之地平安京（即京都，在明治维新迁都东京之前一直是日本的法定首都）。

797年（延历16年）置勘解由使，整顿地方行政。

804年（延历23年），置敕旨田，开辟皇室财源。

文化方面，桓武天皇提议编纂《续日本纪》。还有最澄（日本天台宗之祖，也是日本著名的渡来人一族，天台宗是创立于中国的佛教宗派）和空海（日本真言宗之祖）由大唐回到日本。当时，旧有奈良佛教（南都六宗）与政权紧密相关，权力过大。桓武天皇作为最澄和空海的庇护人，采取没收奈良佛教封户等政治压迫手段，推动天台宗、真言宗等新兴佛教宗教取代日本旧有的奈良佛教宗派。

当时日本东北地区被虾夷族侵扰，桓武天皇任命坂上田村麻吕为征夷大将军，以多贺城为据点，远征虾夷地，置镇守府于胆泽，在紫波筑城。今各国制造甲胄、武器，同时促进地方手工业发展。

801年（延历20年）派藤原葛野麻吕为遣唐使，804年（延历23年）出发，最澄、空海等同行。