קתדלרת סופיה (באוקראינית: Собор Святої Софії או Софійський собор; ברוסית: Собор Святой Софии או Софийский собор) בקייב, בירת אוקראינה, היא קתדרלה המהווה דוגמה יוצאת דופן לאדריכלות מתקופת רוס של קייב. המבנה שוכן במרכזה של קייב, כחצי קילומטר צפונית-מערבית למאידאן נזאלז'נוסטי. בתוך הקתדלרה פרסקות ופסיפסים רבים, והיא מהווה נקודת ציון חשובה בנוף העירוני. בשנת 1990 הכריז ארגון אונסק"ו על הקתדרלה כאתר מורשת עולמית.
הקתדרלה נבנתה במאה ה-11 בפקודת הנסיך ירוסלב הנבון ושמה ניתן לה בהשפעתה של איה סופיה, הקתדרלה של קונסטנטינופול. הכוונה הייתה להחליף את הכנסייה הראשונה של קייב שאת שרידיה ניתן לראות כעת במוזיאון ההיסטורי של העיר. ככל הנראה החלה בניית הקתדרלה בשנת 1037, והיא נבנתה מעץ על ידי בנאים מקונסטנטינופול בהשתתפותם של אמנים מקומיים.
בשנת 1240, במהלך כיבוש קייב על ידי המונגולים, נבזזה הקתדרלה ולא שוקמה משך כ-400 שנים, למרות שהמשיכה ותיפקדה ככנסייה. בשנת 1596 הועברה הקתדרלה לרשות הכנסייה האוקראינית האוניאטית, אך באמצע המאה ה-17 היא הושבה לכנסייה האורתודוקסית. הקתדרלה נבנתה שוב ב-1633 אך נשרפה ב-1697. עבודות השיקום החלו בשנת 1699 ונמשכו עד לשנת 1740, ובמהלכן נבנה המבנה מאבן ומראהו החיצוני הותאם לסגנון הבארוק אוקראיני.
במהלך המאה ה-18 נבנו לצידה של הקתדרלה מגדל פעמונים (1699-1706), בניין המיטרופוליט, חדר-אוכל (1722-1730), השער המערבי, המגדל בכניסה הדרומית ובניין המכללה. כל המתחם הוקף בחומת אבן טיפוסית לסגנון הבארוק האוקראיני. החל ב-1882 המשיכו עבודות הבנייה באתר שכללו תוספת בצידו המערבי של הנארתקס וחידוש ציורי הקיר והפסיפסים.
בשנת 1934 הוכרז המכלול המבנים הכולל את הקתדרלה כשמורה האדריכלית-ההיסטורית "מוזיאון סופיה", וניצל מההרס הרב שפקד את העיר במלחמת העולם השנייה, בין סוף 1941 לסוף 1943. למרות שהוסכם כי ראוי להשיב את הקתדרלה לרשותה של הכנסייה, הדבר טרם צא לפועל בשל אי-הסמכה בין הכנסייה האורתודוקסית לבין הכנסייה היוונית-קתולית על השליטה במתחם. בשלב זה, בני שתי הכנסיות מורשים לקיים תפילות במקום, אך במועדים שונים.
המבנה מחולק לחמש ספינות המסתיימות בחמישה אפסיסים בצידן המזרחי. בין הספינות מבדילים 12 עמודים. מעליו 13 כיפות המייצגות את ישו ואת 12 השליחים. משלושת צדדיו הוא מוקף בגלריות כפולות ובקצה הדרום-מערבי והצפון-מערבי ניצבים שני מגדלים לא סימטריים. אורך הקתדלרה ללא הגלריות הוא 29.5 מטר ורוחבה 29.3 מטר. עם הגלריות מגיע אורך המבנה ל-54.6 מטר ו-41.7 מטר. גובה הקתדלרה עומד על 28.6 מטר. בפנים הקתדרלה פרסקות ומוזאיקות בשטח של 3,000 מ"ר ו-260 מ"ר מהתאמה. חלק מהפסיפסים לא נשמרו וצוירו מחדש במאה ה-19 על ידי הצייר וולרי וורובל. מבין הפרסקות של תלמידי ישו שרדו רק אלה של פאולוס הקדוש ומרקוס המבשר. בקתדרלה ובקרבתה הוטמנו כמאה איש, ובהם הנסיך ירוסלב הנבון שנטמן בסרקופג עשוי שיש ווולדימיר מונומך.