Phthalsäureanhydrid ist die organische Verbindung mit der Formel C6H4(CO)2O. Es handelt sich um das Anhydrid der Phthalsäure. Dieser farblose Feststoff ist eine wichtige Industriechemikalie, insbesondere für die großtechnische Herstellung von Weichmachern für Kunststoffe.

Phthalsäureanhydrid ist ein wichtiges chemisches Zwischenprodukt in der Kunststoffindustrie. Aus ihm werden zahlreiche Phthalatester gewonnen, die als Weichmacher in Kunstharzen dienen. Phthalsäureanhydrid selbst dient als Monomer für Kunstharze wie Glyptal, Alkydharze und Polyesterharze.
Phthalsäureanhydrid wird auch als Vorläufer von Anthrachinon-, Phthalein-, Rhodamin-, Phthalocyanin-, Fluorescein- und Xanthenfarbstoffen verwendet.
Phthalsäureanhydrid wird zur Synthese primärer Amine, des landwirtschaftlichen Fungizids Phaltan und von Thalidomid verwendet. Weitere Reaktionen mit Phthalsäureanhydrid ergeben Phenolphthalein, Benzoesäure, Phthalylsulfathiazol (ein antimikrobielles Mittel für den Darm) und Orthophthalsäure.