谷田部藩（日语：谷田部藩／やたべはん Yatabe-han */?）是位於日本常陸國筑波郡（日语：筑波郡）谷田部（現茨城縣筑波市谷田部（日语：谷田部 (つくば市)））的藩，在下野國芳賀郡茂木（現栃木縣芳賀郡茂木町茂木）的時期則稱為茂木藩（日语：茂木藩／もてぎはん Motegi-han */?），最初在慶長15年7月27日（1610年9月14日）於茂木成立，元和2年6月26日（1616年8月8日）移至谷田部，明治4年（1871年）2月移回茂木，同年7月14日（8月29日）廢藩置縣。藩高峰期石高達16,300石，實高（日语：内高）是27,924石，藩廳按時期分別是茂木陣屋或谷田部陣屋（日语：谷田部陣屋），藩校（日语：藩校）是寬政6年（1794年）1月創建的弘道館以及位於茂木的英育館，人口是2,605戶13,425人[1][2]。
慶長15年7月27日（1610年9月14日），細川興元（日语：細川興元）以10,054石入主茂木，憑其在大坂之役的戰功，於元和2年6月26日（1616年8月8日）獲加增常陸國筑波郡（日语：筑波郡）和河內郡（日语：河内郡 (茨城県)）23村共6,200石，同時將藩廳從茂木陣屋轉移至谷田部陣屋（日语：谷田部陣屋）[1][3]。根據《谷田部的歷史》的說法，德川家康原本打算讓興元拜領十萬石，但是遭到興元之兄細川忠興以「我弟生性暴戾，沒有拜領十萬石的器量，提拔他為大名只會讓他走入歧途，種下使國家生亂的禍根。」為由拒絕，興元知悉後非常生氣，導致與熊本藩本家（日语：本家）數百年來均不和[4]。不過，大木茂和古川與志繼均指出谷田部藩（茂木藩）為熊本藩的支藩（日语：支藩）[1][5]。
明曆4年3月10日（1658年4月12日），藩主細川興隆（日语：細川興隆）初次前往藩領，萬治3年（1660年）7月實施總檢地，當時茂木領的石高是16.263石，谷田部領是10,357石。元祿4年（1691年）3月，藩領小野崎村與新治郡（日语：新治郡）倉掛村和花室村發生邊界爭議，最終原野50町（約0.5平方公里）移至新治郡，與此同時通過檢地獲得50石，石高增加至16,300石[1]。後來，由於發生天明大饑荒和天保大饑荒，又被江戶幕府下令負責江戶城西之丸的工程，加上上屋敷在細川興德（日语：細川興徳）時期四度毀於火災，導致谷田部藩的財政狀況惡化，在天保5年（1834年）時的負債達到131,197兩左右，借米也達2,638俵（日语：俵）。為了改善財政狀況，以藩醫（日语：藩医）中村元順為中心實施二宮尊德的報德仕法（日语：報徳仕法），天保8年（1837年）又獲熊本藩免除或捐助60,928萬兩和米150俵[6]。嘉永4年（1851年），元順又禁止殺嬰，可是最終招致領民的反彈，藩領立野村等三村發起越訴（日语：越訴），翌年元順死後谷田部藩的報德仕法也就此終結[1]。
元治元年（1864年），天狗黨之亂爆發，谷田部藩與下野烏山藩奉命在日光東照宮戒備[7]。戊辰戰爭爆發後的慶應4年（1869年）3月，藩主細川興貫（日语：細川興貫）作為新政府軍（日语：官軍）前往京都戒備，同年8月25日（10月10日）回到谷田部。同年9月11日（10月26日）和9月15日（10月30日），谷田部藩先後奉命派兵前往今市（日语：今市宿 (下野国)）以及搜索美賀保丸（日语：美賀保丸）的遇難幕府軍。9月29日（11月13日），在今市的部隊原本準備攻擊會津藩，可是隨著會津藩投降後在10月2日（11月15日）撤軍[8]。明治3年（1870年）12月，興貫請求改稱為茂木藩，並且以茂木為藩廳，明治4年2月6日（1871年3月26日）轉移至茂木，2月8日（3月28日）改稱為茂木藩，同年7月14日（1871年8月29日）廢藩置縣[1]。
谷田部藩的江戶藩邸（日语：江戸藩邸）分別有上屋敷和下屋敷，上屋敷位於距離大手24町（約2.62公里）的元誓願寺前（現東京都千代田區東神田二丁目1和岩本町三丁目交界的大和橋路口[9][10]），根據《御府內沿革圖書（日语：御府内沿革図書）》記載，以「細川玄蕃頭」、「細川玄蕃」或「細川長門守」的名義最早見於元祿年間（1688年至1704年），最晚見於文久元年（1861年）[11]。下屋敷方面，《文化武鑑（日语：武鑑）》指位於本所中之鄉（現東京都墨田區龜澤二丁目17[10]），慶應元年（1865年）時則在新大橋（日语：新大橋）向（本所菊川町三丁目，現東京都墨田區菊川三丁目一帶[4][12]）[1]。
根據《舊高舊領取調帳（日语：旧高旧領取調帳）》記載，谷田部藩領如下，基於相給也有可能同時是皇室領（日语：皇室財産）、公家領（日语：公家領）、幕府領、其他藩領、旗本領或寺社領（日语：寺社領）[13]。