Válvula termiônica ^{(português brasileiro)} ou válvula termiónica ^{(português europeu)}, também chamada por vezes de tubo de vácuo é um dispositivo eletrônico formado por um invólucro de vidro de alto vácuo chamada ampola contendo vários elementos metálicos. Criada e patenteada pelo físico e engenheiro eletricista britânico John Ambrose Fleming como válvula diodo, em 1904, graças aos avanços nas pesquisas do Efeito Edison. Ela é composta de um terminal de catodo e uma placa como anodo que permitem o fluxo de elétrons em um único sentido.

Dois anos depois, em 1906, foi melhorada pelo também físico e inventor americano Lee De Forest, que propôs um terceiro eletrodo, chamado de grade, que possibilitou controlar além da direção, também a intensidade do fluxo de elétrons, assim como os transistores que nas décadas seguintes viriam a substituir as válvulas por superarem os problemas relacionados à dissipação de energia por calor, tensões elevadas para operação, vida útil e custo. Apesar do declínio em popularidade, elas ainda tem destaque no campo musical, sendo ainda empregadas em circuitos de amplificadores profissionais de áudio. Já na eletrônica de potência, semelhante ao SCR e TRIAC, foi usado as válvulas Tiratron, que ao invés de vácuo eram preenchidas com gás ionizável e permitiam um controle adicional de condução por tensão de disparo.