Een raceauto of racewagen, soms renwagen genoemd, is een auto die is uitgerust voor het beoefenen van autosport. Doorgaans zijn deze auto's zeer kostbaar, vanwege de geavanceerde en hoogstaande technologische materialen die de auto kan bevatten.
Bij een racewagen speelt de aerodynamica een grote rol. Formule 1-auto's zijn bijvoorbeeld zeer aerodynamisch gebouwd om bij maximumsnelheden zo weinig mogelijk luchtweerstand te hebben.
Bij raceauto's is de motor krachtiger dan bij gewone personenwagens. Deze kracht wordt met behulp van techniek vergroot, tot soms wel 10 keer die van een normale auto.
Er bestaan ook raceauto's die minder geavanceerd zijn. Deze worden vaak gebruikt in wedstrijden waarbij alle deelnemers in hetzelfde type auto rijden. De winnaar van dit soort races kan zich hier alleen onderscheiden door zijn rijstijl en niet door de raceauto zelf.