Länsi-Sahara (arab. الصحراء الغربية, al-Ṣaḥrā' al-Gharbīyya, esp. Sáhara Occidental) on Afrikan luoteisosassa sijaitseva alue. Sen rajanaapurit ovat pohjoisessa Marokko, koillisessa Algeria sekä Mauritania idässä ja etelässä. Lännessä on Atlantin valtameri. Suurin kaupunki on El Aaiún (Laayoune), jossa suurin osa alueen väestöstä asuu. Länsi-Sahara on yksi maailman harvimmin asutuista seuduista: keskimäärin alueella asuu vain yksi asukas jokaista neliökilometriä kohden.
Länsi-Saharan asema on kiistanalainen. Marokko hallitsee aluetta suurelta osin ja on julistanut koko alueen osaksi Marokkoa. Tätä ei tunnusteta yleisesti. Polisario on julistanut alueen itsenäiseksi nimellä Saharan demokraattinen arabitasavalta.