Harezmşahlar Devleti (Farsça: خوارزمشاهیان Khwārezmshāhiyān), Orta Asya'da Harezm bölgesinde Muhammed Harzemşah tarafından kurulan bir devlettir.
Amuderya bölgesi Orta Çağ'da "Harezm" (Harizm) ve hükumdarlar "Harezmşah" olarak anılırdı. XI. yüzyılın sonlarına doğru bu bölgede kurulan devletine de Harezmşahlar adı verildi. Türkçe kolay söylenişiyle Harzemşahlar olarak ta bilinir.
Ceyhun ırmağının Aral gölüne döküldüğü yerin güney kesimleri Harezm adıyla anılır. Öteden beri burada hüküm sürenlere "Harzemşah" denilmiştir.
Harzemşahlar sülâlesinin atası, Selçuklu Sultanı Melikşah'ın saray hizmetinde bulunan Anuş Tegin idi. Harzemşahlar sülâlesinin atası Anuş-Tegin, Begdili zümresine mensup bir kişidir.
Harzem bölgesinde Selçuklu devletine bağlı olarak merkezden atanan valilerle yönetilen bu eyalet Anuş Tekin zamanında serbest yaşamaya başlamışlardır. 1128’de Harzem valisi olarak atanan Atsız döneminde yarı bağımsızlık kazanmıştır.
Anuş Tegin'in oğlu Kutbuddin Muhammed, Selçuklulara bağlı kalarak, "Harzemşah" unvanı ile bu bölgenin valiliğini üstlenmiştir.
1141'de Büyük Selçuklular sultanı Ahmed Sencer'in [Katvan Savaşı]]nda Kara Hıtay tarafından bozguna uğratılmasından istifade eden Atsız Selçuklulara karşı isyan etmiş ve 1142'de Horasan'a saldırarak Merv ve Nişabur'u işgal etmiştir. Ancak 1143 ve 1147'de Ahmed Sencer Atsız'a karşı cezalandırcı seferini düzenlemiş ve ikinci seferde Atsız yönetim merkezi olan Urgenç'i kaybederek teslim etmiştir. Başka bir kaynakta ise Oğuz ve Müslüman oldukları ve saray kökenli oldukları için Sencere bağlı kalmayı kabul ettileri yazmaktadir[1][2].
Atsız ve İl Arslan devirlerinde hem Irak Selçukluları hem de Kara Hıtay ila mücadele edildi. Nitekim İl Arslan, Sultan Sencer'in ölümü üzerine bağımsızlığını ilân etti.
Bu dönemde Irak, Azerbaycan, Karadenizin kuzeyi, Horasan ve Doğu Türkistan’ın bir bölümü ele geçirilmiştir. Alaaddin Tekiş kendisini Selçukluların devamı ve varisi olarak görmüş ve "Sencer" unvanını kullanmıştır. Abbasiler ile iyi ilişkiler kurmuş ve Batinilere karşı halifeyi savunmuşlardır. Bu yüzden Selçukluların varisi olan Harzemşahların yükselişleri Alaaddin Tekiş döneminde olmuştur.
Alaaddin Tekiş, önce Kara Hıtay'ı yendi ve 1194'te Rey'de III. Tuğrul Bey'in ordusunu yenerek Irak Selçukluları yok etmiş ve Batı İran'ı elde etmiştir.
Harzemşahlar kısa sürede sınırlarını Doğu Anadolu'dan Maverâünnehir'e kadar genişlettiler.
Bir Moğol ticaret kervanının Harzemşah valisi İnalcık tarafından yağmalanması ve geri kalanlarının da sakallarının yakılıp geri gönderilmesi yüzünden Moğollarla ilişkiler bozulmuştur; bu olay tarihe Otrar Faciası olarak geçmiştir. Kervanı yağmalatma sebebi; Moğol kervanındaki pahalı eşyalar ve değerli kervan mallarıydı.
1220'de bütün ülke Moğolları'nın istilâsına uğradı ve Harzem devletinin sonu hazırlanmıştır. Bundan sonra Orta Asya’da Moğol istilası başlamış; Türk Dünyası birikiminde ve medeniyetinde büyük tahriplere yol açmıştır.
Bazı kaynaklar ise otrar faciasında şehre yollanan kervanın farklı kışkırtma yöntemleri ile savaş çıkartmak için çabaladıklarını yazar.