Sonata za violončelo je glazbeno djelo za solo violončelo i pratnju u tri ili četiri stavka. Pratnja je obično na klaviru, iako je ranija glazba koristila continuo. Sonata obično počinje alegro stavkom, nastavlja se sporijim stavkom i završava drugim brzim pokretom, kao što je rondo. Ako je sonata za violončelo u četiri stavka, treći može biti menuet. Prvi stavak može biti u sonatnom obliku – uzimajući strukturu izlaganja, razvoja i rekapitulacije – iako se ovaj oblik ne koristi nužno.
Violončelo je instrument iz obitelji violina čije su četiri žice ugođene u savršene kvinte. To je najveći žičani instrument koji se koristi u modernom orkestru, osim kontrabasa. Niži ton violončela u odnosu na violinu daje mu osebujan zvuk kao solo instrumentu za koji se smatra da više nalikuje ljudskom muškom glasu. Sonate za violončelo s klavirskom pratnjom smatraju se tehnički teškim za pisanje zbog izazova spajanja niskog tona violončela s basovskim notama klavira.
Najranije sonate za violončelo napisali su skladatelji poput Antonija Vivaldija. Kasnije su sonatu za violončelo istraživali i Ludwig van Beethoven i Johannes Brahms. Primjeri sonata za violončelo iz 20. stoljeća uključuju one Edvarda Griega, Samuela Barbera i Benjamina Brittena. Violončelo je omiljeno kao solo instrument zbog ljepote tona, a skladatelji su napisali djela za instrument unatoč izazovima koji se postavljaju. Frederic Chopin se jako potrudio oko svoje sonate za violončelo i, unatoč svom glazbenom iskustvu, kaže se da je proveo isto toliko vremena na brisanju odlomaka kao i na dodavanju novih dijelova.
Stil i ton sonata za violončelo varirao je od razdoblja do razdoblja i prema pristupu skladatelja svakom djelu. Vivaldi je svoje sonate za violončelo napisao u baroknom stilu s velikim kontinuom. Koristio ih je za izražavanje promišljenog stila, stvarajući kontemplativne početne pokrete za razliku od većeg dijela svog pisanja za druge instrumente. Sonata za violončelo u g-molu Sergeja Rahmanjinova napisana je u stilu romantičnog razdoblja, a u djelu daje jednaku težinu violončelu i klaviru. Kasnije, u 20. stoljeću, sonata za violončelo Sergeja Prokofjeva bila je prilično vedrijeg tona, pokazujući da zvuk violončela može predstavljati više od zamršenosti i tragedije.