대통령 선거는 국가원수인 대통령을 선출하기 위한 선거를 말한다.
시민이 직접 선거로 선출하는 방식도 있고, 국회에서 지명하는 방식도 있다. 한국의 경우 1987년 6월 민주항쟁 이후로 직선제로 대통령을 뽑고 있으나, 유신헌법 시기에는 별도의 선거인단(통일주체국민회의을 구성하여 대통령을 뽑는 방식이 활용되었다.
미국의 대통령 선거는 주별로 선거 결과를 따져서, 이긴 후보가 해당 주의 선거인단을 모두 가져가는 방식을 채택하고 있다. 이러한 방식으로 인해, 전국 단위로는 가장 많은 표를 득표한 후보더라도 선거에서 패배할 수 있다.
결선투표제도를 실시하는 국가도 있다. 대통령을 뽑을 때, 1차로 선거를 먼저 진행한 뒤 상위 득표자들만을 따로 모아 결선투표를 진행하는 방식이다.