Het kanaat van Chagatai of Chagatai-kanaat (Mongools: Цагадайн Хаант Улс, Tsagadain Khaant Oels) was een kanaat dat werd gesticht door Chagatai, de tweede zoon van Genghis Khan, uit zijn ülüs (erfdeel). Het besloeg bij de stichting in 1225 het gebied dat tegenwoordig in de Centraal-Aziatische staten Afghanistan, Oezbekistan, Kirgizië, Tadzjikistan, Azerbeidzjan en Kazachstan, evenals Noord-Iran ligt. Later werd het kanaat van Chagatai verder uitgebreid. In de jaren 1340 viel het kanaat uiteen in een westelijk deel, dat bekendstaat als het Westelijk Kanaat van Chagatai en een oostelijk deel dat bekendstaat onder de naam Moghulistan.