Basilika San Petronius adalah gereja besar yang terletak di Bologna, Italia. Basilika ini terkenal karena arsitekturnya yang megah dan sejarah panjang yang berhubungan dengan kota tersebut. Dikhususkan untuk santo pelindung Bologna, San Petronius, gereja ini adalah salah satu bangunan terbesar di Eropa tanpa menjadi sebuah katedral.