3-羟基异丁酸脱氢酶（，EC 1.1.1.31）是一种以NAD或NADP为受体、作用于供体CH-OH基团上的氧化还原酶。这种酶能催化以下酶促反应：3-羟基异丁酸脱氢酶主要参与缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解过程。