La arquidiócesis de Palmas (en latín: Archidioecesis Palmensis in Brasilia y en portugués: Arquidiocese de Palmas) es una circunscripción eclesiástica de la Iglesia católica en Brasil.

La arquidiócesis tiene 34 007 km² y extiende su jurisdicción sobre los fieles católicos de rito latino residentes en 11 municipios del estado de Tocantins: Palmas, Aparecida do Rio Negro, Lagoa do Tocantins, Lajeado, Lizarda, Mateiros, Novo Acordo, Rio Sono, Santa Tereza do Tocantins, São Félix do Tocantins y Tocantínia.

La sede de la arquidiócesis se encuentra en la ciudad de Palmas, en donde se halla la Catedral del Divino Espíritu Santo y la Procatedral de San José.

La arquidiócesis tiene como sufragáneas a las diócesis de: Araguaína, Cristalândia, Miracema do Tocantins, Porto Nacional y Tocantinópolis.

[1]​ Según el Anuario Pontificio 2020 la arquidiócesis tenía a fines de 2019 un total de 189 297 fieles bautizados.