Audi R10 TDI je závodní vůz Le Mans Prototype (LMP), který byl vyvinut a postaven společností Audi Sport pro závod 24 hodin Le Mans a další vytrvalostní závody. Jednalo se o nástupce Audi R8 LMP a soutěžilo v kategorii LMP1.
R10 TDI byl poháněn 5,5litrovým turbodieselovým motorem V12 TDI s výkonem přibližně 650 koní a točivým momentem 1 000 lb-ft. Vůz byl dále vybaven šestistupňovou sekvenční převodovkou a lehkým karbonovým a hliníkovým monokokovým podvozkem.
R10 TDI debutoval v roce 2006 na 12 Hours of Sebring, kde vyhrál závod. V letech 2006, 2007 a 2008 vyhrálo 24 hodin Le Mans a stalo se prvním vozem s dieselovým pohonem, kterému se to podařilo. R10 TDI také vyhrál šampionát American Le Mans Series (ALMS) LMP1 v letech 2006, 2007 a 2008.
R10 TDI bylo v roce 2009 nahrazeno Audi R15 TDI, ale zůstává jedním z nejúspěšnějších prototypových závodních vozů Le Mans všech dob.
