Епархия Птолемаиды Ливийской (лат. Dioecesis Ptolemaidensis in Libya ) — титулярная епархия Римско-Католической церкви.
Город Птолемаида, который сегодня идентифицируется с археологическими раскопками Tolmeita в современном Ливии, с конца I века был местом кафедры одноимённой епархии.
В Птолемаиде родился Арий — основатель ереси арианства. Последним епископом Птолемаиды был Габриэль, который написал сохранившееся до нашего времени сочинение «Gabrielis Pentapolis archiepiscopi».
Источники прошлого из-за схожести названия городов Птолемаиды в Ливии и Птолемаиды в Фиваидах часто не различают епархию Птолемаиды Ливийской и архиепархию Птолемаиды Фиваидской.