Bộ phận xử lý đồ họa (GPU, graphics processing unit) là một vi mạch chuyên dụng được thiết kế để thao tác và truy cập bộ nhớ đồ họa một cách nhanh chóng, đẩy nhanh việc tạo ra các hình ảnh trong bộ đệm khung hình (framebuffer) trước khi xuất ra màn hình hiển thị. GPU được sử dụng trong các hệ thống nhúng, điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy trạm và máy chơi trò chơi điện tử video (console).
GPU hiện đại rất hiệu quả trong các thao tác đồ họa máy tính và xử lý hình ảnh. Kiến trúc song song ở mức độ cao làm cho nó hiệu quả hơn so với các CPU đa dụng vì việc xử lý một khối lượng lớn dữ liệu được thực hiện song song. Trong một máy tính cá nhân một GPU có thể nằm trên trên một bảng mạch rời, được nhúng trên bo mạch chủ, hoặc tích hợp trong một số CPU.
Vào thập niên 70, ban đầu thuật ngữ "GPU" có nghĩa là "graphics processor unit", dùng để mô tả các bộ xử lý lập trình được, chúng hoạt động độc lập với CPU và đảm nhiệm các tác vụ đồ họa và xuất video. Sau đó vào năm 1994, Sony sử dụng khái niệm "graphics processing unit" để gọi bộ xử lý đồ họa của Toshiba trong PlayStation. Thuật ngữ này được đưa vào sử dụng phổ biến sau khi Nvidia quảng cáo GeForce 256 của mình là "GPU đầu tiên trên thế giới" vào năm 1999. Một đối thủ cạnh tranh là ATI Technologies đưa ra một thuật ngữ khác là bộ phận xử lý hình ảnh (VPU, visual processing unit) sau khi phát hành Radeon 9700 vào năm 2002.