Tumbuhan paku atau paku-pakuan adalah sekelompok tumbuhan dengan sistem pembuluh sejati (Tracheophyta, memiliki pembuluh kayu dan pembuluh tapis) tetapi tidak menghasilkan biji untuk reproduksi seksualnya. Alih-alih biji, kelompok tumbuhan ini mempertahankan spora sebagai alat perbanyakan generatifnya, sama seperti lumut dan fungi.
Tumbuhan paku tersebar di seluruh bagian dunia, kecuali daerah bersalju abadi dan daerah kering (gurun). Total spesies yang diketahui hampir 10.000, dengan perkiraan 3.000 di antaranya tumbuh di Indonesia. Sebagian besar anggota paku-pakuan tumbuh di daerah tropika basah yang lembab.
Paku-pakuan cenderung ditemukan pada kondisi tumbuh marginal, seperti
lantai hutan yang lembab, tebing perbukitan, merayap pada batang pohon
atau batuan, di dalam kolam/danau, daerah sekitar kawah vulkanik,
serta sela-sela bangunan yang tidak terawat. Meskipun demikian,
ketersediaan air yang mencukupi pada rentang waktu tertentu diperlukan
karena salah satu tahap hidupnya tergantung pada keberadaan air, yaitu
sebagai media bergeraknya sel sperma menuju sel telur.
Tumbuhan paku merajai hutan-hutan dunia di Zaman Karbon sehingga zaman itu dikenal sebagai masa keemasan tumbuhan paku. Serasah hutan tumbuhan pada zaman ini yang memfosil dan mengalami mineralisasi sekarang ditambang orang sebagai batu bara.
Menurut petunjuk-petunjuk paleontologi, banyak yang bersepakat bahwa dari suatu bentuk tumbuhan paku purba terwujudlah tumbuhan berbiji,
suatu kelompok tumbuhan yang mendominasi vegetasi masa kini. Akibatnya,
menurut pendapat tersebut, tumbuhan paku merupakan kelompok yang parafiletik. Pendapat ini agak berbeda dengan petunjuk yang diperoleh dari penelitian biologi molekular.
Menurut pendapat dari kalangan ini, tumbuhan paku (minus kelompok
Lycophytina) merupakan "saudara" dari tumbuhan berbiji, sehingga
tumbuhan paku merupakan kelompok yang monofiletik.
Bentuk tumbuhan paku bermacam-macam, ada yang berupa pohon (paku pohon, biasanya tidak bercabang), epifit, mengapung di air, hidrofit, tetapi biasanya berupa terna dengan rimpang yang menjalar di tanah atau humus dan ental (bahasa Inggris frond) yang menyangga daun dengan ukuran yang bervariasi (sampai 6 m). Ental yang masih muda selalu menggulung seperti gagang biola dan menjadi satu ciri khas tumbuhan paku. Daun pakis hampir selalu tersusun sebagai daun majemuk.