十字曲軸是一種用於內燃機中的機械裝置，其外觀形狀呈現出類似於“十”字的結構，由一箇主軸和四個分支構成。
十字曲軸通過往復運動，將活塞的直線運動轉化爲旋轉運動，並通過連桿將動力傳遞給發動機曲軸。十字曲軸廣泛應用於汽車、船舶、航空等領域的內燃機中。從曲軸側面看，每兩個曲拐之間的夾角爲90度而不是180度，使得其輪廓像一箇“十”字，這是十字曲軸名稱的來由。
相比於平面曲軸，十字曲軸的曲軸相位更近，將原本的動力死角錯開，因此其扭力輸出更加線性，轉速更快。同時，由於各缸點火的曲軸之間的夾角爲90度，所以在圓周爲360度的曲軸旋轉期間，其點火密度分佈更加均勻，因此振動更小。