Een arboretum of bomentuin (meervoud: arboreta) is een verzameling van levende bomen en struiken in een (grote) tuin of een park. Het woord arboretum stamt van het Latijnse arbor, boom. Het doel van de aanleg van zo'n levende verzameling van bomen en struiken kan zijn om kennis en materiaal te vergaren voor de bosbouw of boomkwekerijen, om een zuiver wetenschappelijke collectie te vormen, of met een educatief doel. Een arboretum kan ook een herbarium bezitten, waarin gedroogde delen van bomen en struiken worden bewaard.
Een arboretum is een gespecialiseerde botanische tuin. Waar in een botanische tuin allerlei soorten planten worden gehouden, gaat het in een arboretum vooral om winterharde houtige planten. Een arboretum kan een onderdeel van een botanische tuin vormen.
In een arboretum worden de bomen en struiken al dan niet systematisch gegroepeerd (soms geografisch), en wordt er, rekening houdend met de klimatologische omstandigheden, veelal naar gestreefd een zo volledig mogelijk aantal soorten en variëteiten te houden, of vertegenwoordigers van alle voor een educatief doel van belang geachte groepen. Bij de aanleg van een arboretum wordt er veelal naar gestreefd de afzonderlijke individuen goed tot hun recht te laten komen. Naamgeving en etikettering spelen een rol.