加州理工学院（California Institute of Technology, 缩写为Caltech或CIT）是美国的一所久负盛名的大学，位于加利福尼亚州的帕萨蒂纳(Pasadena)，创建于1891年。这所学校规模不算大，只有1000余名研究生和900余名本科生，在《美国新闻与世界报道》2009年的全美大学排名中，次于哈佛、普林斯顿、耶鲁、麻州理工、斯坦福名列全美大学第六。《泰晤士报高等教育增刊》2009年世界大学排名名列哈佛、斯坦福、耶鲁之后。而在物理、行星科学、地学领域公认为全美第一。美国Princeton Review在2006把加州理工学院在全美“最难申请上的大学”里排名第六。 虽然只有50.18公顷土地面积且专业课程有限的加州理工学院，在1999年获得排名第一的殊荣。
在北美洲(美加地区),institute 是指(理工,理学,工学,科技,技艺,技术,专科性的)学校,学院,大学;研究所,依每所学校的各方面学术环境情形的不同,翻译成中文就有所不同. 大部分的institute 有两种情形1.本身为独立的(理工,理学,工学,科技,技艺,技术,专科性)的学院或大学2.是在一间大学下之(理工,理学,工学,科技,技艺,技术,专科性)的学院 以上两种情形的学校有可能会是加入某大学系统或大学联盟中的.Caltech-California Institute of Technology 依其学校之英文名逐字翻译成中文应该要是“加利福尼亚科技研究院”，但说中文的人习惯以“加州理工学院”称之.
现代加州理工是自1891年由地方商人和政治家Amos G. Throop在帕萨蒂纳创建的一所职业学校发展而来。在1920年该校获得现在这个名字以前，该校以Throop大学、Throop工艺学院、和Throop技术学院而知名。
驱动加州理工从一所艺术和手艺的学校成为世界级科学中心的力量源自天文学家乔治·埃勒里·海耳的先见之明。海耳在于1907年来到巴沙迪那后加入了Throop的校董会，作为威尔逊山天文台的首任台长。当时美国的科学研究还处于婴儿期，海耳看到了在巴沙迪那创建一个正式的工程和自然科学教育的学院的机会。海耳成功的吸引到私人的土地和资金赞助，使得他能够给学校建立装备良好的现代实验室设施。然后他说服了实验物理学家密立根加入加州理工学院，为将来把学校建设成为科学技术的中心奠定了基础。
1917年，海耳雇了建筑设计师Bertram Goodhue来制作一个22英亩(89,000 m²)的校园的总设计图。Goodhue构想了校园的整体布置并设计了物理楼，Dabney厅，和其他一些建筑，他在其中寻求和当地气候、学校的特色、以及海耳的教育哲学的一致性。Goodhue为加州理工作的设计也受到南加州传统的西班牙使团建筑结构的影响。
在海耳、Noyes、和密立根的带领下，(并在南加州经济繁荣的促进下), 加州理工学院的声誉在1920年代得以迅速提升。1923年，密立根荣获诺贝尔物理学奖。1925年，学校设立地质学系并雇了William Bennett Munro, 哈佛大学的历史、政治、和经济学学院的主席,来创立加州理工的人文和社会科学学院。1928年，生物学院在Thomas Hunt Morgan的领导下创立,他是美国最出色的生物学家，并是染色体的发现者之一。1926年，航空术研究生院创立，它最后吸引到了冯·卡门(Theodore von Kármán), 他后来为喷气推进实验室的创立作出了贡献，并且奠定了加州理工作为火箭科学的前沿中心之一的地位。1928年，帕洛玛天文台开始建造。
密立根在1921年到1945年担任"执行委员会主席" (相当于加州理工校长)，其影响力之大以至于学校有时被称为"密立根的学校"。在1950年代，1960年代，和1970年代，加州理工以两名很可能称得上当时最伟大的理论粒子物理学家所在的学校而闻名：盖尔曼和费曼。盖尔曼和费曼都因他们的工作荣获诺贝尔奖，该工作对于粒子物理所谓"标准模型"的建立有主要贡献。费曼也在物理圈子外作为一个出色的教师和一个富于反传统色彩的人物而出名。
加州理工直至今日依然是一所规模相对较小的大学，大约900名本科生, 1,200名研究生,和915教员(包括教授,终身研究型教授,和博士后研究员)。它是私人学校，由其董事会治理。
截至2005年，加州理工拥有31位诺贝尔奖获得者获得32次诺贝尔奖，包括17位校友、14位非校友的教授，以及4位同时也是校友的教授：卡尔·安德森（Carl D. Anderson）、莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）、William A. Fowler和Edward B. Lewis。其中莱纳斯·鲍林获得过化学和和平两个奖。5位教授和校友曾获瑞典皇家科学院的克拉福德奖，47位曾获美国国家科学奖章，10位曾获国家技术奖章。其他著名学者，包括曾作为博士后的巴巴拉·麦克林托克, 詹姆斯·杜威·沃森,和谢尔登·李·格拉肖和访问教授的爱因斯坦和威腾等人都和加州理工有关。