Troms fylke (nordsamiska: Romssa fylka, kvänska: Tromssan fylkki) är Norges näst nordligaste fylke, beläget mellan Nordland i sydväst och Finnmark i nordost. Det är det enda fylke som gränsar till såväl Sverige som Finland. Fylket hade 1 januari 2017 165 632 invånare och en total area på 25 877 km². Fylket är namngivet efter ön Tromsøya.
Troms fylke bildades 1866, då dåvarande Finnmarkens amt delades i Tromsø och Finnmarkens amt. Fylket fick så sitt nuvarande namn 1919. Troms fylke har från 2006 också ett officiellt samiskt namn: Romssa. De två namnen är jämställda. Lagen slår fast att samiska och norska är likvärdiga språk, och inom ett närmare definierat förvaltningsområde är samiska jämställt med norska i offentliga sammanhang.
Troms fylke har 24 kommuner. Fylkeskommunens och fylkesmannens administration ligger i Tromsø som också är utbildningscentrum med universitet och högskolor. Stortinget har beslutat att Troms fylke skall slås samman med Finnmark fylke till storfylket Troms och Finnmark. På samiska blir namnet Dávvin, som betyder längst upp i nord. Det kvenska namnet blir Ruijua, som betyder nordlyslandet / «det nordligste». Avtalet för sammanslagningen blev framförhandlat den 15 februari 2018. Sammanslagningen skall vara genomförd senast den 1 januari 2020. Finnmarks Arbeiderparti har röstat nej till avtalet.
Fylket har en lång kust med många fjordar och öar. De största öarna, räknat från söder är, Hinnøya, (1/3 del i Troms fylke), Senja, Kvaløya, Ringvassøya, Vanna och Arnøy. Några av de största fjordarna är Andfjorden och Vågsfjorden i söder samt Malangen, Balsfjord, Ullsfjord, Lyngen och fjorden Kvænangen.
Lyngsalperna, som ligger mellan fjordarna Ullsfjorden och Lyngen, är ett "landskapsvernområde". Här finner man bland annat fylkets högsta berg, Jiehkkevárri (1.834 meter över havet), med ett rikt och varierat fågelliv samt samiska, kvänska och norska kulturminnen. Lyngsalperna är mycket besökt av turister, speciellt av klättrare och extremskidåkare.
Vegetationen är sparsam i de yttersta delarna, men i de inre delarna av fylket finns stora områden med produktiva skogs- och jordbruksområden.
Tromsø hade 2006 41,4 % av invånarna i fylket.