圖形處理器（英語：Graphics Processing Unit，縮寫：GPU），又稱顯示核心（display core）、視覺處理器（video processor）、顯示晶片（display chip）或圖形晶片（graphics chip），是一種專門在個人電腦、工作站、遊戲機和一些行動裝置（如平板電腦、智慧型手機等）上執行繪圖運算工作的微處理器。以圖形處理器為核心的主機板擴充卡也稱顯示卡，或簡稱顯卡。

圖形處理器是NVIDIA公司（NVIDIA）在1999年8月發表NVIDIA GeForce 256（GeForce 256）繪圖處理晶片時首先提出的概念，在此之前，電腦中處理視訊輸出的顯示晶片，通常很少被視為是一個獨立的運算單元。而對手冶天科技（ATi）亦提出視覺處理器（Visual Processing Unit）概念。圖形處理器使顯示卡減少對中央處理器（CPU）的依賴，並分擔部分原本是由中央處理器所擔當的工作，尤其是在進行三維繪圖運算時，功效更加明顯。圖形處理器所採用的核心技術有硬體座標轉換與光源、立體環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸對映貼圖、雙重紋理四像素256位彩現引擎等。

圖形處理器可單獨與專用電路板以及附屬組件組成顯示卡，或單獨一片晶片直接內嵌入到主機板上，或者內建於主機板的北橋晶片中，現在也有內建於CPU上組成SoC的。個人電腦領域中，在2007年，90%以上的新型桌上型電腦和筆記型電腦擁有嵌入式繪圖晶片，但是在效能上往往低於不少獨立顯示卡。但2009年以後，AMD和英特爾都各自大力發展內建於中央處理器內的高效能整合式圖形處理核心，它們的效能在2012年時已經勝於那些低階獨立顯示卡，這使得不少低階的獨立顯示卡逐漸失去市場需求，兩大個人電腦圖形處理器研發巨頭中，AMD以AMD APU產品線取代旗下大部分的低階獨立顯示核心產品線。而在手持裝置領域上，隨著一些如平板電腦等裝置對圖形處理能力的需求越來越高，不少廠商像是高通（Qualcomm）、PowerVR、ARM、NVIDIA等，也在這個領域「大顯身手」。

GPU不同於傳統的CPU，如Intel i5或i7處理器，其核心數量較少，專為通用計算而設計。相反，GPU是一種特殊類型的處理器，具有數百或數千個核心，經過最佳化，可並列執行大量計算。雖然GPU在遊戲中以3D彩現而聞名，但它們對執行分析、深度學習和機器學習演算法尤其有用。GPU允許某些計算比傳統CPU上執行相同的計算速度快10倍至100倍。