ホルシュタイン公国(ドイツ語: Herzogtum Holstein、デンマーク語: Hertugdømmet Holsten )は、神聖ローマ帝国の最北端に位置する領地で、現在のドイツのシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州にあった。その起源は、1474年にデンマーク王クリスチャン1世が皇帝フリードリヒ3世にホルシュタイン=レンツブルク伯領を公国に昇格させたことにある。ホルシュタイン公国は、その存続期間を通じて、デンマークのオルデンブルク家がシュレースヴィヒ公国と共同で統治した。
1490年から1523年まで、そして1544年から1773年まで、公国はオルデンブルク家の様々な分家、中でもホルシュタイン=グリュックシュタット公(デンマーク王と同一)とホルシュタイン=ゴットルプ公によって分割統治された。公国は普墺戦争後の1866年にプロイセン王国に併合され、消滅した。
アイダー川沿いのホルシュタインの北の境界線は、 811年にカール大帝がザクセン戦争中にデンマーク王ヘミングと協定を結んだ後、すでにカロリング帝国の北の境界線となっていた。川の向こう側のシュレースヴィヒの地はデンマーク王室の封土のままであったが、ホルシュタインは東フランク王国、ドイツ王国、そして神聖ローマ帝国の不可欠な一部となった。
ホルシュタイン=レンツブルク伯爵およびシュレースヴィヒ公爵であった最後のアドルフ8世は、 1459年に後継者なく死去した。シュレースヴィヒはデンマークの封土であったため、デンマーク王クリスチャン1世の手に渡ることになった。クリスチャン1世自身もアドルフの甥にあたり、ホルシュタインの領有も目指していた。地元の貴族たちは両地の共同統治の継続を支持し、クリスチャン1世を後押しした。そして1460年のリーベ条約によって、クリスチャン1世はホルシュタインの新たな伯爵として宣言された。
しかしながら、アイダー川以南のホルシュタイン伯領は、公式にはザクセン=ラウエンブルクのアスカニアン公爵家が保有する準封土のままであった。1474年、皇帝フリードリヒ3世はクリスティアンをホルシュタイン公に昇格させることで、彼に皇帝直轄領としての地位を与えた。
1544年、シュレースヴィヒ公国とホルシュタイン公国は、クリスチャンの孫であるデンマーク王クリスチャン3世と、彼の2人の異母弟(デンマーク王位を放棄しなければならなかった)の間で、以下のように3つに分割された。
さらに、ホルシュタイン地方の大部分、主にバルト海沿岸地域は、ホルシュタイン=グリュックシュタット公爵とホルシュタイン=ゴットルプ公爵によって共同統治されていた。
1640年、統治家が断絶していたホルシュタイン=ピネベルク伯領は、ホルシュタイン公国の王領に統合された。

1713年、大北方戦争中に、シュレースヴィヒ=ホルシュタイン=ゴットルプ公爵家のシュレースヴィヒ地方の領地(ゴットルフ城を含む)は、デンマーク王室軍によって占領された。1720年のフレデリクスボー条約において、シュレースヴィヒ=ホルシュタイン=ゴットルプ公カール・フレデリックは、これらの領地を主君であるデンマーク王室に譲渡した。
残りの領地はホルシュタイン=ゴットルプ公国となり、キールから統治された。1773年、カール・フリードリヒの孫であるロシア皇帝パーヴェル1世は、ホルシュタイン公としての地位にあったデンマーク国王にホルシュタインの領地を譲渡し、その見返りとしてオルデンブルク伯領を獲得した。こうしてホルシュタインは一つの国家として再統一された。
1806年の神聖ローマ帝国の崩壊に伴い、ホルシュタイン公国は主権を獲得した。
1815年のウィーン会議後、ホルシュタイン公国はドイツ連邦に加盟し、いわゆるシュレースヴィヒ=ホルシュタイン問題をめぐって外交上および軍事上の紛争が幾度も発生した。デンマークは1848年から1851年にかけての第一次シュレースヴィヒ戦争でプロイセン王国を相手にホルシュタインの支配権を守った。しかし、第二次シュレースヴィヒ戦争(1864年)でプロイセン軍とオーストリア軍がシュレースヴィヒを征服した。デンマーク王クリスチャン9世は10月30日のウィーン条約(1864年)でシュレースヴィヒとホルシュタインの両方を放棄せざるを得なかった。
当初は共同統治下に置かれていたシュレースヴィヒとホルシュタインは、 1865年8月14日のガスタイン条約に基づき、プロイセンとオーストリアがそれぞれ統治権を掌握した。しかし、両国間の緊張は高まり、 1866年の普墺戦争へと発展した。プラハ条約(1866年)の締結後、勝利したプロイセンは1866年12月24日の布告によりシュレースヴィヒとホルシュタインを併合し、後に統一されたシュレースヴィヒ=ホルシュタイン州を設立した。
デンマーク国王は、ホルシュタイン公およびシュレースヴィヒ公としての職務において、公国における自身の代表として総督(ドイツ語: Statthalter、ラテン語: produx、デンマーク語: statholder)を任命した。総督は、ホルシュタインとシュレースヴィヒの王領における世襲領主として公爵権に関連する任務を遂行したほか、ホルシュタイン公国(1773年のゴットルプの撤退まで)とシュレースヴィヒ公国(1720年のゴットルプの公爵位剥奪まで)の全域において、ゴットルプ家とハザースレウ家(後者は1580年に断絶)との共同統治における王室の役割も担った。