Suurherttua on ruhtinaallinen arvonimi, jota käytetään Länsi-Euroopassa eritoten saksalaisen vaikutuksen alueella. Suurherttua sijoittuu arvoasteikossa kuninkaan alapuolelle, mutta hallitsevan herttuan yläpuolelle. Useissa kielissä, jotka eivät tunne kulttuurissaan suurherttuan käsitettä, termi käännetään suuriruhtinaaksi. Suurherttuan hallitsemaa aluetta nimitetään suurherttuakunnaksi.
Ensimmäinen tätä arvonimeä käyttänyt henkilö oli Firenzen Cosimo I, jonka paavi Pyhä Pius V korotti Toscanan suurherttuaksi 1569. Badenin ja Hessen-Darmstadtin hallitsijat ottivat suurherttuan arvon käyttöön 1806, kun he osallistuivat Reinin liiton perustamiseen. Arvonimeä käyttivät myös 1815–1918 Saksan liiton jäseninä olleet Mecklenburg-Schwerinin, Mecklenburg-Strelitzin, Oldenburgin ja Sachsen-Weimar-Eisenachin herttuat. Itävallan keisarin arvonimiin sisältyi Krakovan ja Toscanan suurherttuan arvo, ja Preussin kuninkaan arvonimiin Ala-Reinin ja Posenin suurherttuan arvo. Luxemburgin hallitsijalla on ollut suurherttuan arvo vuodesta 1815 lähtien.