Velkovévodství je země, jejíž hlavou státu je velkovévoda nebo velkovévodkyně.
Jediným dnes existujícím velkovévodstvím je Lucembursko. Lucembursko se stalo velkovévodstvím v roce 1815, kdy se Nizozemsko stalo nezávislým královstvím a nizozemský král Vilém I. se stal lucemburským velkovévodou. V roce 1890 se obě země oddělily. Nizozemský Vilém III. neměl mužského dědice, takže v Nizozemsku po něm nastoupila královna Vilhelmína, ale Lucembursko se řídilo salickým právem, což znamenalo, že vládnout mohl pouze muž. Současným lucemburským velkovévodou je Henri.
V Evropě však existují i jiné rody, které se označují za velkovévody, i když je zbytek společnosti zcela neuznává.
Nezávislé republiky Finsko a Litva a nizozemská provincie Limbursko (Limburské vévodství) byly v určitých obdobích své historie velkovévodstvími.