Tullio Levi-Civita (s. 29. maaliskuuta 1873 Padova, Italia - kuollut 29. joulukuuta 1941 Roomassa), italialainen matemaatikko, joka tunnetaan työstään differentiaalilaskennassa ja suhteellisuusteoriassa. Padovan yliopistossa (1891–95) hän opiskeli Gregorio Ricci Curbastron johdolla, jonka kanssa hän myöhemmin teki yhteistyötä absoluuttisen erotuslaskennan (tunnetaan nykyään tenorianalyysinä) löytämisessä. Levi-Civita tuli siellä ohjaajaksi vuonna 1898 ja rationaalisen mekaniikan professoriksi vuonna 1902. Hän opetti Rooman yliopistossa vuodesta 1918 vuoteen 1938, jolloin hänet erotettiin juutalaisen alkuperänsä takia.
Riccin kanssa Levi-Civita kirjoitti uraauurtavan työn tenorien laskemiseen, Méthodes de calcul differenténtiel absolu et leurs -sovelluksiin (1900; ”Absoluuttisen differentiaalisen laskennan menetelmät ja niiden sovellukset”). Vuonna 1917 Albert Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta innoittamana Levi-Civita antoi tärkeimmän panoksensa tähän matematiikan osaan, ottaen käyttöön rinnakkaissiirtymän käsitteen yleisesti kaarevissa tiloissa. Tämä käsite löysi heti monia sovelluksia ja suhteellisuusteoria on perusta sähkömagneettisten ja gravitaatiokenttien yhtenäiselle esittämiselle. Myös puhtaassa matematiikassa hänen konseptinsa auttoi kehittämään nykyaikaista differentiaaligeometriaa.
Levi-Civita käsitteli myös hydrodynamiikkaa ja tekniikkaa. Hän edistyi huomattavasti kolmen ruumiin ongelman törmäyksissä, joihin sisältyy kolmen ruumiin liike niiden pyöriessä toistensa ympäri. Hänen kysymyksestään meccanica classica e relativistica (1924; ”Klassisen ja relativistisen mekaniikan kysymykset”) ja Lezioni di calcolo differenziale assoluto (1925; Absolute Differential Calculus) tuli vakioteoksia, ja hänen Lezioni di meccanica razionale, 3 vol. (1923–27; ”Oppilaitokset rationaalimekaniikkaan”), on klassikko. Hänen kokoamansa teokset, Opere matematiche: memorie e note, julkaistiin vuonna 1954 neljässä osassa.
