Missão San Luis Obispo de Tolosa (espanhol: Misión San Luis Obispo de Tolosa) é uma missão espanhola fundada em 1º de setembro de 1772 pelo padre Junípero Serra em San Luis Obispo, Califórnia. Batizada em homenagem a São Luís de Anjou, o bispo de Toulouse, a missão é o homônimo de San Luis Obispo. A missão oferece passeios públicos da igreja e jardins.

A Missão de San Luis Obispo é incomum em seu design, pois sua combinação de campanário e vestíbulo não é encontrada em nenhum outro lugar entre as missões da Califórnia. Como outras igrejas, a nave principal é curta e estreita, mas na Missão San Luis Obispo, há uma nave secundária de tamanho quase igual situada à direita do altar, tornando-a a única igreja missionária em forma de L na Califórnia.