کاخ خسرو در شهرستان قصر شیرین از شهرستان‌های واقع در غرب استان کرمانشاه است که در فاصله کمی از مرز ایران و عراق قرار دارد، این بنای تاریخی مربوط به دوره ساسانیان است که درون شهر واقع شده است.
کاخ خسرو یک بنای زیبا در نخلستان‌های قصر شیرین است که خسرو پرویز آن را برای همسرش شیرین ساخته بود. قسمت شرقی این کاخ یه تالار مستطیل شکل وجود داشت که سقفش به وسیله طاق‌های آجری پوشیده شده بود. در قسمت انتهایی آن هم یه اتاق گنبدی شکل وجود داشته. این کاخ در باغ وسیعی ساخته شده که آب فراوانی از رودخانه الوند بدان وارد می‌شده است.
با وجود انجام کاوش‌های باستان‌شناختی تاکنون تنها حدود ۴۰ درصد از بنای تاریخی عمارت خسرو از زیر خاک بیرون آمده‌است.
کاخ خسرو در مکانی واقع شده که از هر طرف با زمین‌های کشاورزی احاطه شده‌است. به همین دلیل دسترسی به آن با دشواری همراه بود. در حال حاضر دسترسی به کاخ خسرو از مسیر جاده کمربندی قصر شیرین امکان‌پذیر است و امکان دسترسی به این اثر تاریخی از طرف شهر وجود ندارد.
