长臂虾科（学名：Palaemonidae）是十足目真虾下目长臂虾总科的一个科，包括长臂虾亚科（Palaemoninae）和隐虾亚科（Pontoniinae）。长臂虾亚科的成员是肉食者，以小型无脊椎动物为食，几乎在所有水体中都有发现。沼虾属（Macrobrachium）是最重要的品种之一，包括多种极具商业价值的物种，例如罗氏沼虾（M. rosenbergii）。隐虾亚科的物种则栖居于珊瑚礁中，与许多无脊椎动物有互利共生、寄生或片利共生的关系。长臂虾科物种包括日常在水体内为其他鱼类吃掉其身上的寄生物和其他共生物的清洁虾；虽然多半以碎屑为食，但也有少部分物种为肉食性并以猎食小动物维生。该科包含160个属，超过1200个物种。在2015年，分子和形态研究确定了亚科分组无效，同时将Gnathophyllidae和Hymenoceridae科的成员并入长臂虾科。

长臂虾科下有两个亚科：Palaemoninae和Pontoniinae。当中长臂虾亚科的成员都是肉食者，以较小的无脊椎动物为食，除了深海以外，几乎在所有水体均有发现。当中最重要的品种要数沼虾属（Macrobrachium），因为它包括多种极具商业价值的物种，例如：罗氏沼虾（M. rosenbergii）。