Kauttakulkusopimus on sopimus jonkun alueen läpi suoritettavasta transito- eli kauttakulkuliikenteestä. Historiallisessa mielessä kauttakulkusopimuksella tarkoitetaan yleensä valtioiden välistä sopimusta, jossa sallitaan vieraan vallan sotilaalliset kuljetukset toisen valtion alueen läpi.
Historiallisia kauttakulkusopimuksia ovat : Suomen ja Saksan kauttakulkusopimus 1940 saksalaisille joukoille Pohjois-Suomen läpi Suomen ja Neuvostoliiton kauttakulkusopimus 1940 neuvostojoukoille Hangon ja Suomen itärajan välille Ruotsin ja Saksan kauttakulkusopimukset 1940 saksalaisille sotilas- ja materiaalikuljetuksille Ruotsin rautateillä Ruotsin ja Saksan kauttakulkusopimus 1941 saksalaiselle divisioonalle Pohjois-Ruotsin halki Suomeen