אוסף פגי גוגנהיים (באנגלית: Peggy Guggenheim Collection) הוא מוזיאון הממוקם על הגדה הדרומית של התעלה הגדולה ברובע דורסודורו של העיר ונציה שבאיטליה. המוזיאון הוא אחד מהמוזיאונים המנוהלים על ידי קרן סלומון ר. גוגנהיים.
במוזיאון מוצגים אוספיה של פגי גוגנהיים, רעייתו של האמן מקס ארנסט ואחייניתו של סלומון ר. גוגנהיים.
האוסף כולל יצירות מרכזיות בסיגנונות מודרניים (קוביזם, סוריאליזם ואימפרסיוניזם מופשט), וכן אוסף של יצירות פוטוריסטיות איטלקיות. בין היתר, האוסף כולל יצירות מעשה ידי פבלו פיקאסו, סלוודור דאלי, רנה מגריט, קונסטנטין ברנקוזי, מארק שאגאל וג'קסון פולוק.
כמו כן מוצגים במוזיאון יצירותיה של פגין וייל, בתה של פגי גוגנהיים.
בחצר המוזיאון - גן פסלים ובו מוצגים פסלים מודרניים רבים, בהם "מלאך העיר" מעשה ידי מארינו מריני.
האוסף מוצג בפאלאצו ונייר דיי ליאוני - מבנה מהמאה ה-18 על גדת התעלה הגדולה אשר בנייתו לא הושלמה (נבנתה רק הקומה הראשונה של המבנה).