Un amplificador de tubo de vacío es un dispositivo que emplea tubos de vacío, que a veces también se denominan tubos de electrones y válvulas termoiónicas, para amplificar la potencia o amplitud de una señal electrónica. Este término se aplica generalmente a los componentes de audio, aunque un amplificador de tubo de vacío puede diseñarse y utilizarse para otras aplicaciones como el radar y la radiodifusión. Un amplificador de tubo de vacío de audio típico toma una señal de entrada de audio de bajo nivel y la amplifica, haciendo que la señal resultante esté disponible para altavoces o auriculares.
En los Estados Unidos, los tubos de vacío generalmente se denominan «tubos» o «válvulas», y estos términos se usan indistintamente cuando se habla de electrónica, especialmente componentes de audio. Los tubos de vacío fueron una parte importante de todos los primeros dispositivos electrónicos hasta que fueron reemplazados por dispositivos de estado sólido, particularmente el transistor. Un tubo de vacío es un tubo de vidrio con un diseño similar al de una bombilla. La corriente se introduce en el tubo, al que se le ha evacuado todo el aire y está al vacío, y pasa a través de un filamento que emite electrones. Los tubos de vacío se pueden configurar de varias formas para diferentes propósitos además de la amplificación, como las funciones de conmutación y rectificación.
Los primeros amplificadores de señal de audio producidos en masa fueron los amplificadores de tubo de vacío. Al tomar una señal de entrada de audio y usar corriente de pared estándar u otra entrada de corriente eléctrica, los tubos de vacío fortalecen significativamente la señal de audio, hasta miles de veces. En las décadas de 1960 y 1970, los avances en la electrónica permitieron diseños de amplificadores de estado sólido que eran más baratos de producir, requerían menos espacio y no necesitaban tubos de vacío que a veces se queman y requieren reemplazo.
Los audiófilos y músicos, sin embargo, notaron una diferencia en el sonido producido por los dos tipos de amplificadores, creando un debate que ha continuado hasta el día de hoy. Muchos afirman que el sonido producido por un amplificador de tubo de vacío tiene ciertas cualidades de las que carecen los amplificadores de estado sólido e insisten en que el sonido del amplificador de tubo es más rico y «más suave», lo que resulta en una experiencia auditiva más agradable. Esta afirmación es descartada por algunos expertos y consumidores y la diferencia parece ser una cuestión de gustos. Aunque el advenimiento de los diseños de estado sólido hizo que los amplificadores de válvulas de vacío fueran tecnológicamente obsoletos, los fabricantes continúan produciendo amplificadores de válvulas de vacío para satisfacer las demandas de aquellos que están dispuestos a pagar el mayor costo de dichos componentes. Un amplificador de tubo de vacío construido en casa también es un tema popular para los aficionados y entusiastas del audio y la electrónica.