มหาวิหารเซนต์ฟรานซิสมหาราช (สเปน: Real Basílica de San Francisco el Grande) เป็นโบสถ์นิกายโรมันคาทอลิกในใจกลางกรุงมาดริด สเปนตั้งอยู่ในละแวก Palacio

ส่วนหน้าอาคารหลักหันหน้าไปทาง Plaza of San Francisco ที่จุดตัดของ Bailen, Gran Via de San Francisco และ Carrera de San Francisco เป็นส่วนหนึ่งของคอนแวนต์ของพระเยซูและมารีย์แห่งคณะฟรานซิสกัน คอนแวนต์แห่งนี้ก่อตั้งขึ้นในศตวรรษที่ 13 บนที่ตั้งของโบสถ์

อาคารนี้สร้างขึ้นบนพื้นที่ที่เคยครอบครองโดยคอนแวนต์ฟรานซิสกันในยุคดึกดำบรรพ์ (ตามประเพณีที่ก่อตั้งโดยฟรานซิสแห่งอัสซีซีคนเดียวกันในปี 1217) พังยับเยินในโอกาสนี้ตามคำสั่งของชาร์ลส์ที่ 3 ซึ่งต้องการ สร้างคอนแวนต์ใหม่ตั้งแต่เริ่มต้น ได้รับการออกแบบในสไตล์นีโอคลาสสิกในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18 ตามการออกแบบของ Francisco Cabezas พัฒนาโดย Antonio Pló และสร้างเสร็จโดย Francesco Sabatini โบสถ์มีภาพวาดของ Zurbarán และ Francisco Goya ผนังของวิหารถูกทาสีในศตวรรษที่ 19 วัดนี้เคยทำหน้าที่เป็นวิหารแพนธีออนแห่งชาติและเป็นที่ประดิษฐานของศิลปินและนักการเมืองที่มีชื่อเสียง ปัจจุบันเป็นจุดท่องเที่ยวที่สำคัญ

โดมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 33 เมตร (108 ฟุต) และสูง 58 เมตร (190 ฟุต) รูปร่างของมันคล้ายกับโดมของแพนธีออนมาก โดยมีรูปร่างกลมกว่าโดมทั่วไปที่สร้างขึ้นในศตวรรษที่ 18 มีรายงานว่าเป็นโดมที่ใหญ่เป็นอันดับสี่ในยุโรป รองจากวิหารแพนธีออน มหาวิหารเซนต์ปีเตอร์ และมหาวิหารฟลอเรนซ์

วิหารแห่งนี้ได้รับการยกสถานะเป็นมหาวิหารรองผ่านคำสั่งที่ออกโดยจอห์นที่ XXIII เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2506 จดหมายอัครสาวก Gloria matriti

ในปี 1980 อาคารแห่งนี้ได้รับการกำหนดให้เป็นอนุสรณ์สถานทางประวัติศาสตร์ศิลปะแห่งชาติ (สถานะมรดกที่มีมาก่อนยุคของ bien de interés วัฒนธรรม) โดยกระทรวงวัฒนธรรม