Eine Cellosonate ist ein musikalisches Werk für Solocello und Begleitung in drei oder vier Sätzen. Die Begleitung erfolgt normalerweise auf dem Klavier, obwohl frühere Musik ein Continuo verwendet hat. Eine Sonate beginnt normalerweise mit einem Allegro-Satz, setzt sich mit einem langsameren Satz fort und endet mit einem weiteren schnellen Satz, beispielsweise einem Rondo. Wenn eine Cellosonate viersätzig ist, kann der dritte ein Menuett sein. Der erste Satz kann in Sonatenform gehalten werden – mit der Struktur einer Exposition, Durchführung und Reprise – obwohl diese Form nicht unbedingt verwendet wird.
Das Cello ist ein Instrument der Geigenfamilie, dessen vier Saiten in perfekten Quinten gestimmt sind. Es ist neben dem Kontrabass das größte Saiteninstrument des modernen Orchesters. Der tiefere Ton des Cellos im Vergleich zur Violine verleiht ihm als Soloinstrument einen markanten Klang, der der menschlichen Männerstimme eher ähnlich ist. Cellosonaten mit Klavierbegleitung gelten als technisch schwierig zu schreiben, da es schwierig ist, den tiefen Ton des Cellos mit den Basstönen des Klaviers zu mischen.
Die frühesten Cellosonaten wurden von Komponisten wie Antonio Vivaldi geschrieben. Später wurde die Cellosonate auch von Ludwig van Beethoven und Johannes Brahms erforscht. Beispiele für Cellosonaten aus dem 20. Jahrhundert sind die von Edvard Grieg, Samuel Barber und Benjamin Britten. Das Cello wird wegen der Schönheit seines Klangs als Soloinstrument bevorzugt, und trotz der Herausforderungen haben Komponisten Werke für das Instrument geschrieben. Frederic Chopin hat sich viel Mühe mit seiner Cellosonate gegeben und soll trotz seiner musikalischen Erfahrung genauso viel Zeit damit verbracht haben, Passagen zu löschen wie neue Abschnitte hinzuzufügen.
Der Stil und der Ton der Cellosonaten haben sich von einer Periode zur anderen und entsprechend der Herangehensweise des Komponisten an jedes Werk geändert. Vivaldi schrieb seine Cellosonaten im Barockstil mit großem Continuo. Er benutzte sie, um einen nachdenklichen Stil auszudrücken, der im Gegensatz zu vielen seiner Kompositionen für andere Instrumente kontemplative Anfangssätze hervorbrachte. Sergei Rachmaninows Cellosonate g-Moll ist im Stil der Romantik geschrieben, und er gewichtet in diesem Werk Cello und Klavier gleichermaßen. Später im 20. Jahrhundert war Sergej Prokofjews Cellosonate etwas fröhlicher im Ton und zeigte, dass der Klang des Cellos mehr als Grübeln und Tragödie darstellen kann.