Museum Kereta Api Bondowoso (bahasa Inggris: Bondowoso Rail and Train Museum) adalah stasiun kereta api nonaktif yang sekarang dialihfungsikan sebagai museum sejarah perkeretaapian. Museum ini secara administratif terletak di Kademangan, Bondowoso, Bondowoso; termasuk dalam Wilayah Aset IX Jember pada ketinggian +253 m. Museum ini sekarang dikelola oleh Unit Pusat Pelestarian dan Desain Arsitektur PT KAI bekerja sama dengan Pemerintah Kabupaten Bondowoso.
Museum ini merupakan museum perkeretaapian ketiga di Indonesia setelah Ambarawa dan Sawahlunto. Jika Lawang Sewu disertakan sebagai museum perkeretaapian, maka museum ini adalah museum perkeretaapian keempat di Indonesia.
Asal usul pembangunan jalur kereta api Kalisat–Panarukan dapat dilacak dari megaproyek Staatsspoorwegen (SS) mengembangkan jalur kereta api yang mempersatukan Pulau Jawa. Salah satunya adalah lintas Probolinggo–Kalisat–Panarukan. SS, yang berdiri pada tanggal 6 April 1875, memanfaatkan konsesi izin pembangunan jalur kereta apinya dari Pemerintah Hindia Belanda membangun jalur kereta api Bogor–Yogyakarta, Surabaya–Solo dan Surabaya–Malang, serta Surabaya–Probolinggo.
Begitu SS puas mengembangkan jalur tersebut, jalur kereta apinya kemudian dipanjangkan lagi hingga menjangkau kota pelabuhan Panarukan yang kala itu sudah dipersatukan dengan kota-kota penting lainnya di Jawa dengan Jalan Raya Pos Daendels. Jalur Probolinggo–Panarukan itu sendiri tertuang dalam konsesi tertanggal 23 Juni 1893, sepaket dengan rencana pembangunan jalur cabang ke Pasirian untuk keperluan pengangkutan pasir besi. Pada mulanya pihak SS memutuskan membangun jalur cabang ini dari Randuagung, tetapi per 1894, SS mengalihkan jalur cabangnya itu ke Stasiun Klakah karena jaraknya relatif dekat bila dibandingkan dengan dari Randuagung.
Meneruskan jalur kereta api Pasuruan–Probolinggo pada tahun 1884, SS membangun jalur ini dengan penuh tantangan. Jalur kereta apinya sendiri membelah hutan dan kebun, melewati tempat-tempat terpencil, hingga akhirnya sampailah di Jember pada tanggal 1 Juli 1897. Segmen terakhirnya, Jember–Kalisat–Panarukan, beroperasi pada tanggal 1 Oktober 1897. Stasiun Bondowoso beroperasi setelah jalur segmen terakhir ini selesai.