Klitajmestra (także Klytajmestra, Klitajmnestra, gr. Klytaimḗstra, „Słynna-Oblubienica”) – w mitologii greckiej królewna spartańska i królowa mykeńska, pochodząca od Tyndareosa i Ledy.
Żona i wespół ze swym kochankiem Ajgistem zabójczyni wodza i zwycięzcy spod Troi Agamemnona, ojca ich trójki dzieci, pomszczonego przez ich syna Orestesa, ściganego później za przyczynienie się do śmierci matki przez erynie.
Przodkowie i przyjście na świat Opowieść o przyjściu na świat Klitajmestry zalicza się do mitów lakońskich. W Sparcie rządził niegdyś król imieniem Tyndareos, wywodzący się z rodu Perseusza przez matkę Gorgofone. Żona jego nosiła imię Leda. Wedle jednej z wersji mitu nie posiadali oni własnych dzieci, co sprawiało im smutek. Pewnego wieczoru odwiedził ich posłaniec mieszkańców Olimpu Hermes i ofiarował jajo znacznej wielkości, przypominające jaja łabędzie. Leda włożyła jajo do złotej puszki, którą wyścielał miękki puch. W końcu skorupka jaja uległa pęknięciu, uwalniając czworo dzieci.