Paltsgraaf (Duits: Pfalzgraf, Latyn: comes palatinus) is 'n historiese adellike titel. Dit is 'n samestelling van die woorde "palts" (in die paleis of hof) en "graaf", ’n koninklike bestuursamptenaar. 'n Paltsgraaf het as hofdienaar van hoë rang namens die Frankiese of Heilige Romeinse Keiser opgetree.
Teen die agtergrond van die ontwikkeling van die Heilige Romeinse Ryk uit die Oos-Frankiese Ryk het die paltsgrawe uitgebreide koninklike voorregte ontvang om die politieke behoud van die koninkryk te verseker en om as teenwig te dien vir die magtige hertoë. Die paltsgrawe was nou nie meer met die oorspronklike pligte rondom die bestuur van 'n koningspaleis belas nie, maar het eerder 'n soort beheerfunksie en verteenwoordiging van die koning in die hertogdomme vervul en het hiermee die tweede posisie ná die hertog in die hertogdom beklee. 'n Rangverhoging teenoor ander grawe in die hertogdomme het daarmee gepaard gegaan, asok die reg om die regsamp van die koning se staat uit te voer. Die paltsgraaf het daarmee saam ook jag- en belastingregte bekom. Die magtigste van die paltsgrawe, die Paltsgraaf aan die Ryn, was die regent wanneer die koningsamp vakant was en selfs regter oor die koning.
Daar het nie 'n streng skeiding van magte tussen paltsgrawe en ander vorste bestaan nie. Magtige paltsgrawe was dikwels ook landgrawe, markgrawe, hertoë of kerklike vorste. Dit het veroorsaak dat die begrip palts in die Heilige Romeinse Ryk 'n nuwe betekenis gekry het; dit het naamlik nie meer net “koninklike vesting” beteken nie, maar ook gebiede wat deur paltsgrawe of keurvorste regeer is. Later het die betekenis verander na 'n erflike titel in verskeie Duitse vorstehuise. In die Heilige Romeinse Ryk het hertoë, land-, mark- en paltsgrawe teen die laat Middeleeue onder die rykvorstestand getel. Benewens die sekulêre vorste was daar verskeie kerklike vorste: aartsbiskoppe, biskoppe, abte en abdisse van ryksabdye.
Die Karolingers Lotarius I (koning van Frankryk, 954-986) het Odo I, Graaf van Blois, benewens die grawe van Vermandois een van sy getrouste bondgenote in die gevegte teen die Robertyne, tot paltsgraaf bevorder – 'n titel wat in sy familie oorerflik was en na die heerser van Champagne verwys het.