Đại cử tri đoàn (tiếng Anh: Electoral college) là một nhóm gồm các đại cử tri được trao trọng trách như một bộ phận hội thảo nhóm họp lại với nhau để bầu một ứng cử viên vào một chức vụ nào đó. Thường thì các đại cử tri đại diện cho một tổ chức, một bộ phận khác nhau mà trong đó mỗi tổ chức hay mỗi bộ phận có một số đại cử tri nhất định nào đó hoặc là qua cách thức bầu cử trước đó để có được số đại cử tri. Tuy nhiên, qua nhiều thời kỳ, các đại cử tri thường là những người quan trọng mà sự thông thái của họ, được kỳ vọng, sẽ mang đến một chọn lựa tốt hơn là một bộ phận cử tri phổ thông đông hơn.
Hệ thống đại cử tri đoàn có thể làm ngơ trước nguyện vọng của một số đông thành viên mà những ý kiến của họ có thể không được xem xét đến. Khi được áp dụng vào phạm vi quốc gia, thí dụ như bầu cử một vị lãnh đạo quốc gia, phổ thông đầu phiếu đôi khi có kết quả trái ngược với bầu cử theo lối đại cử tri đoàn. Trường hợp điển hình là Bầu cử Tổng thống Hoa Kỳ năm 2000 trong đó George W. Bush thuộc Đảng Cộng hòa chiến thắng trước ứng cử viên Đảng Dân chủ là Al Gore để trở thành Tổng thống Hoa Kỳ với số phiếu của đại cử tri đoàn là 271-266 nhưng thua Al Gore trên tổng số phiếu phổ thông.
Đại cử tri đoàn là một hình thức có từ xưa. Luật các dân tộc Đức xưa kia cho rằng hoàng đế Đức cai trị được là nhờ vào duy nhất sự ủng hộ của các quý tộc của mình. Thế nên Pelayo cần được các quý tộc Visigoths của mình bầu lên trước khi làm hoàng đế của xứ Asturias, và Pippin the Younger cũng được các quý tộc Frankish bầu lên để trở thành hoàng đế Carolingia đệ nhất. Trong khi đa số các xứ Đức khác theo thể thức truyền ngôi giới hạn vào khoảng đệ nhất thiên niên kỷ, Đế quốc La Mã Thần thánh thì không như vậy, và Hoàng đế của tất cả người La Mã (sẽ trở thành Hoàng đế La Mã Thần thánh hoặc ít nhất là Hoàng đế đắc cử) được đại cử tri đoàn gồm các hầu tước bầu lên từ cuối thời Trung cổ cho đến năm 1806.
Cơ Đốc giáo cũng dùng đại cử tri đoàn trong thời cổ cho đến thời đại 300-600 sau công nguyên. Ban đầu, toàn thể thành viên của một nhà thờ nào đó, cả giáo dân và giáo sĩ cùng bầu lên giám mục. Tuy nhiên, vì nhiều lý do khác nhau, thí dụ như để làm giảm bớt ảnh hưởng của nhà nước hoặc giáo dân trong những vấn đề riêng của giáo hội, quyền bầu cử được đưa sang chỉ duy nhất cho các giáo sĩ, rồi sau đó giới hạn thành một đại cử tri đoàn gồm các giáo sĩ chính pháp. Trong trường hợp Đức Giáo hoàng, hệ thống giáo dân và giáo sĩ dần dần được thay thế bằng một đại cử tri đoàn gồm các giáo sĩ quan trọng của thành La Mã và từ đó dần biến đổi thành đại cử tri đoàn gồm các Hồng y. Từ năm 1059, đại cử tri đoàn gồm các Hồng y có thực quyền trong việc bầu lên các Giáo hoàng.
Các hệ thống đại cử tri đoàn tương tự đã và đang được dùng trong những cuộc bầu cử tổng thống khắp thế giới. Thí dụ, Tổng thống Phần Lan được một đại cử tri đoàn bầu lên từ năm 1919 đến năm 1987. Liên minh các tiểu bang miền nam Hoa Kỳ tồn tại ngắn hạn đã chuẩn bị cho bầu cử tổng thống của họ gần như cách mà đã được đặt ra trong Hiến pháp Hoa Kỳ. Tại Đức và Ấn Độ, các thành viên của hạ viện cùng với số thành viên ngang bằng từ các quốc hội tiểu bang bầu lên Tổng thống của Cộng hòa trong khi tại Ý đại cử tri đoàn gồm có thành viên của cả hai viện quốc hội và ba thành viên được bầu từ mỗi nghị viện vùng.
Một kiểu đại cử tri đoàn khác được Đảng Lao động Anh dùng để chọn lãnh đạo của họ là: đại cử tri đoàn bao gồm ba thành phần có uy ngang bằng nhau: thứ nhất là các thành viên quốc hội thuộc Đảng Lao động Anh của Vương quốc Anh và Quốc hội châu Âu; thứ hai là các công đoàn và các hội xã hội chủ nghĩa liên hiệp với Đảng Lao động Anh; và thứ ba là các cá nhân thành viên thuộc các Đảng Lao động tại các xứ Anh, Scotland, Wales.
Trong thời thiết quân luật ở Brasil, tổng thống được bầu lên bởi một đại cử tri đoàn gồm các thượng nghị sĩ, những nhà làm luật tại các thành phố.
Các quốc gia sau đây có hệ thống đại cử tri đoàn ngoài Hoa Kỳ là Burundi, Estonia, Ấn Độ, Pháp (bầu cử Thượng viện), Hồng Kông, Kazakhstan, Madagascar, Nepal, Pakistan, và Trinidad và Tobago.