Nhà nước liên bang là nhà nước được thành lập bởi sự liên kết, hợp nhất hai hay nhiều nhà nước thành viên (bang).

Nhà nước liên bang có chủ quyền chung nhưng mỗi nhà nước thành viên có chủ quyền riêng. Tuy vậy, các thành viên liên bang bị hạn chế một số chủ quyền nhất định, vốn đã tự nguyện trao cho nhà nước liên bang, chủ yếu là trong lĩnh vực đối ngoại và quốc phòng. Nhà nước liên bang có nhiều Chính phủ (Chính phủ liên bang và Chính phủ của các bang), nhiều Hiến pháp (Hiến pháp liên bang và Hiến pháp các bang), nhiều hệ thống pháp luật (hệ thống pháp luật liên bang và hệ thống pháp luật của các bang) và có thể theo những truyền thống pháp luật khác nhau (điển hình như Canađa), nhiều quy chế công dân, nhiều hệ thống cơ quan chính quyền, nhiều hệ thống toà án bởi bên cạnh các cơ quan nhà nước liên bang còn có các cơ quan nhà nước của các bang khác nhau trong liên bang.

Các nhà nước có hình thức cấu trúc liên bang hiện nay là Hoa Kì, Canađa, Đức, Nga, Ôxtrâylia, Thụy Sĩ, Malaixia...