Dvacetiúhelník je rovinný geometrický útvar, mnohoúhelník s dvaceti vrcholy a dvaceti stranami. Součet velikostí vnitřních úhlů konvexního dvacetiúhelníku je přesně 3240° (18π).
Pravidelný dvacetiúhelník lze složit z dvaceti shodných rovnoramenných trojúhelníků, jejichž úhly při základně mají velikost a při vrcholu .
Příkladem nepravidelného dvacetiúhelníku může být obrys svastiky.
Sestrojením os desetiúhelníku, které protnou kružnici opsanou desetiúhelníku, vzniknou vrcholy, které spolu s vrcholy desetiúhelníka tvoří dvacetiúhelník.