목련과(木蓮科, 학명: Magnoliaceae 마그놀리아케아이)는 목련목의 과이다. 두 개의 아과로 구성되어 있는데 목련아과(Magnolioideae)와  1속의 아과인 백합나무아과(Liriodendroidae)이다.  6속 약 219종이 아열대 북아메리카, 멕시코와 중앙 아메리카, 서인도, 열대 남아메리카, 남부와 동부 인도, 스리랑카, 인도차이나, 말레시아, 중국, 일본, 그리고 한국에 걸쳐 분포하고 있다. 한국에서는 목련, 백목련, 백합나무, 자목련, 초령목, 태산목, 함박꽃나무의 2속 6종이 자생한다.

상록 또는 낙엽 교목으로, 모양이 단순한 잎이 어긋난다. 대부분의 속씨식물은 꽃턱이 둥근형인 것과 달리, 목련과는 원추형꽃턱에 나선형의 암술과 수술이 있다. 이러한 배열은 일부 화석 식물에서 발견되며 속씨식물의 기본 또는 초기출현 식물상태로 간주된다. 이 꽃들은 또한 꽃밪침과 꽃잎간 구별되지 않은 부분들을 가지고 있는 반면, 이후 진화한 속씨식물들은 꽃밪침과 꽃잎을 뚜렷하게 구분하는 경향이 있다. 두 위치를 모두 차지하고 있는 잘 구분되지 않은 주변부위를 화피조각(tepals)라고 한다. 씨방의 각 방에는 2개 또는 몇 개의 밑씨가 존재한다. 열매는 골돌과나 액과 또는 날개가 달린 폐과로, 씨가 흔히 길게 자란 주병에 붙어 밑으로 늘어진다.

[하위 분류]

목련아과 Magnolioideae

목련족 Magnolieae

단성목련속 Kmeria (5종)

목련속 Magnolia (157종)

파킬라낙스속 Pachylarnax (2종)

미셀족 Michelieae

Elmerillia (4종)

Michelia (49종)

백합나무아과 Liriodendroidae

백합나무속 Liriodendron (2종)