ザクセン=ゴータ=アルテンブルク(ドイツ語: Sachsen-Gotha-Altenburg )は、現在のドイツのテューリンゲン州にあった、ヴェッティン家のエルネスティーネ分家が統治していた公国である。1825年にこの家系が断絶したことで、テューリンゲン諸侯国の大規模な再編が行われた。

1640年、故エルンスティン・ザクセン=ヴァイマル公ヨハン2世の息子たちは父方の遺産を分割し(エルンスティン分割) 、次男の敬虔公エルンストが新たに設立されたザクセン=ゴータ公国を継承した。エルンストは1636年にザクセン=アルテンブルク公ヨハン・フィリップの唯一の娘であるエリザベート・ゾフィーと結婚した。1639年に彼女の父が亡くなると、ザクセン=アルテンブルク公国は彼女の叔父であるフリードリヒ・ヴィルヘルム2世と従兄弟のフリードリヒ・ヴィルヘルム3世に引き継がれた。
ザクセン=ゴータ=アルテンブルク公国は、名目上は1672年に創設されました。この年、ザクセン=アルテンブルク公フリードリヒ・ヴィルヘルム3世が14歳で亡くなり、敬虔公エルンストがエリザベート・ゾフィーとの結婚により、その領地の大部分を相続しました。エルンスト家の公国は合併と分裂を繰り返すのが常で、エルンストの統合された公国は1675年の彼の死後再び分割され、1680年にこの分割が完了し、彼の長男フリードリヒがゴータとアルテンブルクの町を中心とした分割領に加わったことで、ザクセン=ゴータ=アルテンブルク公国が正式に成立しました。
フリードリヒは1672年からザクセン=アルテンブルクの摂政を務めており、2年後に病に倒れた父から政務の責任を引き継いだ。彼の居城はゴータのフリーデンシュタイン城のままで、近くにはバロック様式のフリードリヒスヴェルト宮殿も建てた。フリードリヒ1世は1685年に長子相続制を導入することで、一族の財産を確固たるものにした。彼の息子で後継者のフリードリヒ2世は、1699年にザクセン=コーブルク公アルブレヒト5世が、1707年にザクセン=アイゼンベルク公クリスティアンが死去したことで、エルネスティン家の領地をさらに獲得した。
ザクセン=ゴータ=アルテンブルク公国は、1732年以降、フリードリヒ3世公の統治下で、最も強力なエルンスト公国の一つであり続けた。彼はゴータの宮殿と庭園を豪華なバロック様式で再建し、ノイディーテンドルフのモラヴィア教会の宗教難民を支援した。彼の妹アウグスタは1736年にウェールズ公フレデリックと結婚し、長男ジョージ3世は1760年にイギリスとアイルランドの国王として戴冠した。フリードリヒは宮廷を啓蒙主義の中心地とし、1772年から統治した息子で後継者のエルンスト2世もその路線を引き継いだ。ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテの勧めで、彼はヨハン・ハインリヒ・ヴィルヘルム・ティシュバインの絵画作品を奨励し、また1787年に設立されたゴータ天文台の所長にフランツ・クサヴァー・フォン・ザッハを任命した。
しかしながら、ナポレオンの台頭を熱烈に支持していた最後の公爵エミール・アウグストと、その兄フリードリヒ4世がともに男子の後継者を残さずに死去すると、ザクセン=ゴータ=アルテンブルク家は1825年に断絶し、残された3つのエルネスティン系の間で継承をめぐる争いが勃発した。1826年にザクセン王フリードリヒ・アウグスト1世が出した仲裁の結果、エルネスティン系の公爵領は再編され、ザクセン=ゴータ=アルテンブルクは再び分裂した。
1918年から1919年にかけてのドイツ革命でドイツ君主制が廃止された後、かつての公国はすべて1920年に新たに創設されたテューリンゲン州の一部となった。