Una sonata para violonchelo es una obra musical para violonchelo solista y acompañamiento en tres o cuatro movimientos. El acompañamiento es normalmente en piano, aunque la música anterior utilizaba un continuo. Una sonata normalmente comienza con un movimiento allegro, continúa con un movimiento más lento y termina con otro movimiento rápido, como un rondo. Si una sonata para violonchelo tiene cuatro movimientos, el tercero puede ser un minueto. El primer movimiento puede ser en forma de sonata, tomando la estructura de una exposición, desarrollo y recapitulación, aunque esta forma no es necesariamente empleada.
El violonchelo es un instrumento de la familia del violín cuyas cuatro cuerdas están afinadas en quintas perfectas. Es el instrumento de cuerda más grande utilizado en la orquesta moderna, aparte del contrabajo. El tono más bajo del violonchelo en comparación con el violín le da un sonido distintivo como instrumento solista que se considera que se parece más a la voz masculina humana. Las sonatas para violonchelo con acompañamiento de piano se consideran técnicamente difíciles de escribir, debido al desafío de mezclar el tono bajo del violonchelo con las notas bajas del piano.
Las primeras sonatas para violonchelo fueron escritas por compositores como Antonio Vivaldi. Más tarde, la sonata para violonchelo también fue explorada por Ludwig van Beethoven y Johannes Brahms. Los ejemplos de sonatas para violonchelo del siglo XX incluyen las de Edvard Grieg, Samuel Barber y Benjamin Britten. El violonchelo se ve favorecido como instrumento solista debido a la belleza de su tono, y los compositores han escrito obras para el instrumento a pesar de los desafíos presentados. Frederic Chopin se esforzó mucho por su sonata para violonchelo y, a pesar de su experiencia musical, se dice que pasó tanto tiempo borrando pasajes como agregando nuevas secciones.
El estilo y el tono de las sonatas para violonchelo han variado de un período a otro y de acuerdo con el enfoque del compositor de cada obra. Vivaldi escribió sus sonatas para violonchelo en estilo barroco con un gran continuo. Los utilizó para expresar un estilo reflexivo, produciendo movimientos de apertura contemplativos en contraste con gran parte de su escritura para otros instrumentos. La sonata para violonchelo en sol menor de Sergei Rachmaninoff está escrita al estilo del período romántico, y le da el mismo peso al violonchelo y al piano en la obra. Más tarde en el siglo XX, la sonata para violonchelo de Sergei Prokofiev era bastante más alegre en tono, lo que demuestra que el sonido del violonchelo puede representar más que melancolía y tragedia.