東海道新幹線（とうかいどうしんかんせん）は、東京駅から新大阪駅までを結ぶ東海旅客鉄道（JR東海）の高速鉄道路線及びその列車（新幹線）である。
多くの列車が山陽新幹線に直通する運行体系がとられていることから、総称して「東海道・山陽新幹線（とうかいどう・さんようしんかんせん）」と呼ばれることがある。
輸送力が限界に達していた東海道本線の混雑を解消するため、根本的対策としての別線増設という形で1959年4月20日に十河信二国鉄総裁と技師長の島秀雄の下、高速化が図れる標準軌新線（在来線は狭軌）として着工され、東京オリンピック開会直前の1964年10月1日に開業した（開業時の総裁は石田禮助）。建設開始時は「新幹線」という呼び名はなく、第二の東海道線ということで「東海道新線」と呼んでいた。新幹線の名前は、戦前に東京 - 下関間で計画された「弾丸列車計画」の内部関係者による呼称にちなむといわれている。
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開業以来、日本国有鉄道（国鉄）によって運営されていたが、1987年4月1日の国鉄分割民営化に伴い、以後の運営はJR東海が継承した。ただし車両運用の都合上、この区間にはJR東海所有車両のほか、西日本旅客鉄道（JR西日本）所有の車両も運行されている。
新幹線開発及び実現、そして開業に至るまでの詳細は「新幹線の歴史」の項を参照されたい。
2007年7月現在、東京 - 新大阪間の所要時間は最速2時間25分、最高速度270km/hで運行されている。新大阪以西の山陽新幹線の区間に直通する列車も多くある。
東京、名古屋、大阪という日本の三大都市間を高速移動するための手段として絶対不可欠な存在であり、列車本数（1日301本）、年間収益（約1兆400億円）、利用者数（1日約39万8000人）など、世界有数の営業収益を挙げている鉄道路線でもある（数字はいずれも2007年3月）[1]。