Als Holzbau wird der Bereich des Bauwesens bezeichnet, der den Baustoff Holz nutzt, aber auch ein in Holzbauweise errichtetes Bauwerk selbst. Neben Vollholz werden auch Holzwerkstoffe eingesetzt. Der Holzbau wird häufig in Kombination mit anderen Bautechniken angewendet. Es gibt beispielsweise Holzbalkendecken im Mauerwerksbau, Holzdachstühle auf Bauten aus Mauerwerk oder Beton, Dachbinder aus Holzfachwerken oder Holzleimbinder für Hallen und viele andere Anwendungsgebiete.
Welche Bedeutung der Holzbau in der jeweiligen regionalen Bauszene hat und welche Bauten üblicherweise als Holzbau realisiert werden, variiert von Kulturkreis zu Kulturkreis und von Region zu Region. Im mitteleuropäischen Bereich, insbesondere in den Regionen des deutschen Sprachraums, werden zum Beispiel Scheunen, Schuppen und einfache Hütten besonders oft als reine Holzbauten errichtet, während Wohn-, Geschäfts- und Bürobauten eher selten in Holzbauweise erstellt werden