Avioliiton mitätöiminen on katolisessa kirkossa noudatettavan kanonisen oikeuden prosessi, jolla epäpätevästi solmittu avioliitto voidaan julistaa mitättömäksi. Katolisen avioliitto-opin mukaan pätevästi solmittu avioliitto pysyy voimassa toisen puolison kuolemaan saakka, eikä sitä voida ihmisen päätöksellä purkaa. Epäpätevästi solmittu liitto voidaan sen sijaan mitätöidä sen osapuolten hakemuksesta (tällaista epäpätevää liittoa kutsutaan putatiiviliitoksi). Mitättömäksi julistetun avioliiton oikeudellisen vaikutukset raukeavat.
Kanonisen oikeuden mukaan luonnollinen presumtio eli oikeusolettama on, että avioliitto on solmittu pätevästi. Näin ollen mitättömyys on voitava erikseen todistaa.
Perusteita avioliiton mitättömyydelle on kanonisessa oikeudessa useita. Tavallisimpia ovat seuraavat:
Avioliiton mitättömäksi julistaminen perustuu olosuhteisiin avioliiton solmimisen hetkellä. Sitä myöhemmät tapahtumat (esimerkiksi yhteiselon vaikeudet, uskottomuus tai haluttomuus saada lapsia) eivät sinänsä muodosta perustetta avioliiton mitätöimiselle. Myöhemmillä tapahtumilla voi kuitenkin olla merkitystä todistusaineistona.
Jos epäpätevästi solmitun liiton osapuolet kuitenkin tahtovat elää avioliitossa, ratkaisuna on vahvistaa liitto pätevällä vihkimyksellä.
Avioliiton mitätöimistä koskeva kysymys tutkitaan puolisojen pyynnöstä paikallisen hiippakunnan tribunaalissa. Tribunaalin päätökseen voi tietyin ehdoin hakea muutosta Vatikaanin Rota Romana -oikeusistuimelta, joka on kanonisen oikeuden korkein valitustuomioistuin.
Katolisen kirkon tribunaalien päätöksiä ei pidetä erehtymättömiä katolisen opin mukaan. Päätösten aiheuttamat oikeusvaikutukset ovat kuitenkin kanonisen oikeuden kannalta sitovia.