Mission San Luis Obispo de Tolosa (en espagnol : Misión San Luis Obispo de Tolosa) est une mission espagnole fondée le 1er septembre 1772 par le père Junípero Serra à San Luis Obispo, en Californie. Nommée d'après Saint Louis d'Anjou, évêque de Toulouse, la mission est l'homonyme de San Luis Obispo. La mission propose des visites publiques de l'église et des terrains.

La mission de San Luis Obispo est inhabituelle dans sa conception, en ce que sa combinaison de beffroi et de vestibule ne se trouve nulle part ailleurs parmi les missions californiennes. Comme d'autres églises, la nef principale est courte et étroite, mais à la mission de San Luis Obispo, il y a une nef secondaire de taille presque égale située à droite de l'autel, ce qui en fait la seule église de mission en forme de L en Californie.