De Chihuahuawoestijn (Engels: Chihuahua Desert, Spaans: Desierto de Chihuahua) is een woestijn die gelegen is aan beide zijden van de grens tussen de Verenigde Staten en Mexico. In de Verenigde Staten beslaat hij de dalen en hoogvlakten van het zuidoosten van Arizona, het midden en zuiden van de staat New Mexico en het zuidwesten van Texas ten westen van de rivier de Pecos. In Mexico beslaat de woestijn het noorden van de staat Chihuahua, het grootste deel van Coahuila, het noordoostelijke deel van Durango, het uiterste noorden van Zacatecas en kleine delen van het westen van Nuevo León.
De woestijn heeft een geschatte oppervlakte van ongeveer 453.000 km² en is daarmee de grootste woestijn van Noord-Amerika. Het gebied van het Grote Bekken is wel groter maar de Grote Bekkenwoestijn bedraagt 409.000 km².