Kaupunkivaltio (kreikaksi polis) on kaupungin ja sen lähipiirin käsittävä pieni valtio. Kaupunkivaltion käsite on erityisen tuttu antiikin Kreikan historiasta. Ne olivat samoihin aikoihin tyypillisiä myös etruskeilla. Antiikin ajan kaupunkivaltiot olivat tyypillisesti pieniä ja kaupunkikeskeisiä. Valtion asioista päätettiin kansankokouksissa, jotka pidettiin hallinnon keskuspaikalla, joka oli normaalisti kaupungin tori eli agora. Antiikin aikaan Kreikan tärkeimmät kaupunkivaltiot olivat Ateena, Sparta ja Theba.