수학에서 비탈리 집합(Vitali set)은 실수 집합에 포함된 르베그 측도불가능한 부분집합의 예이다. 이탈리아의 수학자 주세페 비탈리의 이름을 따서 지어졌다. 비탈리 집합의 존재성을 보이는 데는 선택공리를 필요로 한다.
