Га́зовое храни́лище — природный или искусственный резервуар для хранения газа; различают газовые хранилища наземные и подземные.
Основное промышленное значение имеют подземные хранилища, способные вмещать сотни млн. куб.м газа. Они менее опасны и во много раз экономически эффективнее, чем наземные. В отличие от наземных искусственных газгольдеров, предназначенных для сглаживания суточной неравномерности потребления газа, подземные газовые хранилища обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности. Подземные газовые хранилища сооружаются двух типов: в пористых породах и в полостях горных пород. К первому типу относятся хранилища в истощенных нефтяных и газовых месторождениях, а также в водоносных пластах. В них природный газ обычно хранится в газообразном состоянии. Ко второму типу относятся хранилища, созданные в шахтах, туннелях, в пещерах, а также в специальных горных выработках, которые сооружаются в плотных горных породах (известняках, гранитах, глинах, каменной соли). Первое подземное газовое хранилище было сооружено в Канаде (1915) в истощенной залежи. Наибольшее развитие подземное хранение газа получило в США, где в 1968 году насчитывалось 330 хранилищ, общая емкость которых составляла 124 млрд. куб.м. Емкость естественного газового хранилища (в полостях горных пород) за рубежом — Хершер (США) около 5 млрд. куб.м, Сент-Илье (Франция) около 1 млрд. куб.м. В России первым было сооружено Башкатовское газовое хранилище в Куйбышевской области (1958) на базе истощенной газовой залежи.