Andronik III Paleolog (ur. 25 marca 1297 w Konstantynopolu, zm. 15 czerwca 1341 tamże) – cesarz bizantyński, syn Michała IX Paleologa, wnuk Andronika II Paleologa.
Początki jego panowania były burzliwe. Po śmierci brata i ojca; poróżniony z dziadkiem zbiegł do Adrianopola (obecnie Edirne), żądając samodzielnego państwa w Tracji i Macedonii. W 1325 został koronowany na współcesarza. W wyniku kolejnej wojny domowej zdobył tron bizantyjski w 1328. W 1333 przyłączył do Bizancjum Tesalię, a w 1337 Epir. Nie zdołał jednak powstrzymać podbojów Turków w Anatolii.
Wczesne lata Andronik był najstarszym synem Michała IX Paleologa, od 1294 współcesarza, i Rity (Marii) z Armenii. Ulubieniec dziadka, cesarza Andronika II, w 1316 otrzymał godność współcesarza i był wyznaczony na następcę po swoim ojcu. Zdolny, przystojny, o ujmującym obejściu łatwo zjednywał sobie ludzką przychylność. Z upływem lat stosunki między nim a dziadkiem zaczęły się psuć. Lekkomyślny tryb życia młodego Andronika, jego rozwiązłość i marnotrawstwo wystawiały cierpliwość dziadka na coraz większą próbę. Z drugiej strony opieka dziadka zaczynała młodzieńcowi coraz bardziej ciążyć, co prowadziło do licznych napięć i urazów. Nieszczęśliwy koniec jednej z przygód miłosnych wnuka, doprowadził do konfliktu.