Afyonkarahisar – Karakuyu demiryolu, Türkiye'nin güneybatısında, Afyonkarahisar ile Karakuyu arasında bulunan TCDD'ye ait 112,400 kilometre (69,842 mi) uzunluğundaki ana demiryolu hattıdır.[1]
Hat, TCDD 7. Bölge'nin sorumluluk alanı içerisinde yer almakta ve TCDD Taşımacılık tarafından işletilen Pamukkale Ekspresi Anahat Trenleri'ne[2] hizmet vermektedir.