Đế quốc toàn cầu hay đế quốc thế giới (tiếng Anh: Global empire, tiếng Đức: Weltreich, tiếng Hà Lan: Wereldrijk) là một đế quốc hùng mạnh với lãnh thổ rộng lớn và ảnh hưởng trên khắp thế giới. Trong lịch sử, chưa từng có một đế quốc nào thống trị toàn bộ thế giới nhưng khái niệm về đế quốc này đã được sử dụng cho một số quốc gia có chủ quyền thống trị nhiều vùng lãnh thổ lan rộng trên khắp thế giới, đế quốc Anh như một ví dụ. Đế quốc toàn cầu là cấp độ đế quốc mở rộng hơn so với đế quốc bán cầu (hemispheric empire) và lớn hơn so với đế quốc liên lục địa (continental empire).