Koeru kihelkond (ka Maarja-Magdaleena kihelkond, saksa keeles St. Marien-Magdalenen, lühend Koe) oli kihelkond Järvamaal ja Eestimaa kubermangu Järva kreisis.
Koeru kihelkonda on esimest korda kirjalikult mainitud 1282. aastal. Varem kuulus ala Lõpekunna (Loppegunde) muinaskihelkonda. Koeru kirik ja kihelkond pühitseti 1288. aastal Maarja-Magdaleenale. Juba 1727. aastast tegutses Koeru kihelkonnas kool.
Ajaloolisele Järvamaale kuulunud kihelkonnas paiknes 23 mõisat: 1 kirikumõis, 13 rüütlimõisast peamõisat koos 6 kõrvalmõisaga, 2 poolmõisat ja 6 karjamõisat.
Koeru kihelkonna külad (1935. aasta seisuga): Aavere, Abaja, Ao, Aruküla, Ellavere, Ervita, Jõeküla, Kaarli, Kalitsa, Kapu, Koidu-Ellavere, Koidu, Kuusna, Kõpsta, Laaneotsa, Lahu, Liigvalla, Liusvere, Merja, Metsanurga, Metsla, Nahkanuia, Norra, Nõmmküla, Paemurru, Piibe, Pikevere, Preedi, Puhmu, Puivere, Pädaniku, Raigu, Rakke, Ramma, Rodeviku, Rõhu, Salutaguse, Sandhofi, Tammiku, Tudre, Udeva, Udeva-Aru, Vaali, Vahu, Valila, Vao, Varangu, Visusti, Vuti, Väinjärve, Ällivere ja Koeru alevik.
Tiheda asustusega kihelkonna põhiosa asub kaasaegsel Järvamaal Järva vallas.
Ajaloolisele Järvamaale kuulunud kihelkonna põhja- ja idaalad kuuluvad Lääne-Virumaa Tapa ja Väike-Maarja valla koosseisu, kagunurk Vägeval on Jõgevamaa Jõgeva valla koosseisus.
Kihelkonna rikkuseks on puhas vesi, mille kaitseks on loodud Endla looduskaitseala. Seal asub ka Baltikumi sügavaim, Sopa allikas (4,8 m). Koeru alevikust 5 km kaugusele jääb Järvamaa suurim veekogu Väinjärv.