チョコレートケーキ（英語: chocolate cake）は、チョコレートまたはココアパウダーを主要材料に含むケーキである。ケーキの生地にココアパウダーを混ぜて焼くのが基本で、さらにチョコレートクリームを塗ったもの、表面をチョコレートでコーティングしたものなど様々な作り方がある。材料にチョコレートが含まれていても、飾りなどとして少量を使っただけでは、チョコレートケーキではない（ただしココアパウダーを表面に振りかける方法、仕上げとして用いられる場合がある）。一般に、材料の色のためにケーキ全体がチョコレート色をしている。チョコレートケーキは、日常のデザートから、バースデーケーキやクリスマスケーキまで、様々な需要がある。フランス語「gâteau au chocolat」に由来してガトー・オ・ショコラとも呼ばれるが、倭国ではガトーショコラの呼称が定着している。