Charlie và nhà máy sôcôla (tựa gốc tiếng Anh: Charlie and the Chocolate Factory)  là một bộ phim ca nhạc giả tưởng năm 2005 của đạo diễn Tim Burton và do John August viết kịch bản, dựa trên tiểu thuyết cùng tên năm 1964 của Roald Dahl. Phim có sự tham gia của Johnny Depp trong vai Willy Wonka và Freddie Highmore trong vai Charlie Bucket, cùng với David Kelly, Helena Bonham Carter, Noah Taylor, Missi Pyle, James Fox, Deep Roy và Christopher Lee. Cốt truyện kể về Charlie khi Charlie thắng một cuộc thi cùng với bốn đứa trẻ khác và được Wonka dẫn dắt trong chuyến tham quan nhà máy sôcôla.
Bộ phim là bản chuyển thể thứ hai sau bản phát hành năm 1991. Trước khi đạo diễn Tim Burton đảm nhận quay, các đạo diễn như Gary Ross, Rob Minkoff, Martin Scorsese và Tom Shadyac cũng đã nghiên cứu, cho ra ý tưởng cho bộ phim chuyển thể lần thứ hai này; trong khi các diễn viên Bill Murray, Nicolas Cage, Jim Carrey, Michael Keaton, Brad Pitt, Will Smith, Adam Sandler và những diễn viên khác, đều đang thảo luận thử vai và được hãng phim xem xét để đóng vai chính Wonka. Burton ngay lập tức đưa các cộng tác viên chủ chốt của đoàn phim Depp và Danny Elfman lên tàu tới trường quay. Không giống như chuyển thể phim từ  năm 1971, các vở nhạc kịch của Elfman đều được sử dụng lời bài hát từ tiểu thuyết của Roald Dahl.
Quá trình quay phim được diễn ra từ tháng 6 đến tháng 12 năm 2004 tại Pinewood Studios ở Vương quốc Anh. Thay vì sử dụng bối cảnh hình ảnh do máy tính tạo ra (CGI), đạo diễn Burton chủ yếu sử dụng các bối cảnh được dựng sẵn và các hiệu ứng thực tế, mà ông khẳng định rằng là đã lấy cảm hứng từ cuốn sách. Căn phòng sô cô la của Wonka được xây dựng trên Albert R. Broccoli khổng lồ tại Pinewood.
Tại thời điểm phát hành, Charlie và nhà máy sôcôla đã nhận được những đánh giá tích cực từ giới phê bình, với những lời khen ngợi hướng về hình ảnh, thiết kế bối cảnh, số lượng âm nhạc, các ngôi sao nhí và hướng đi của Burton. Màn trình diễn của Depp trong vai Willy Wonka nhận được phản hồi rất tích cực hơn. Bộ phim là một thành công của phòng vé, thu về $56.178.450 và trở thành phim có doanh thu cao thứ tám trên toàn thế giới vào năm 2005, là phim có doanh thu tuần đầu cao thứ năm của năm 2005. Tổng cộng, phim thu được $206.459.076 tại Mỹ và $268.509.687 tại nước ngoài.Trang Rotten Tomatoes đánh giá phim ở mức 83%, dựa trên 222 lượt nhận xét, với điểm số trung bình đạt 7,2/10.

Charlie Bucket là một cậu bé tốt bụng và yêu đời, cậu và gia đình sống trong cảnh nghèo khó gần Nhà máy Wonka. Chủ sở hữu của công ty, Willy Wonka, đã đóng cửa nhà máy của mình cho công chúng từ lâu do các vấn đề liên quan đến hoạt động gián điệp công nghiệp do các đối thủ ghen tị của ông thực hiện, khiến ông phải đóng cửa nhà máy trong vài năm và sa thải tất cả nhân viên của mình, bao gồm cả ông nội Joe.
Một ngày nọ, Wonka thông báo về một cuộc thi trong đó Willy Wonka giấu năm chiếc vé vàng trong những tờ giấy gói các thanh sô-cô-la Wonka ngẫu nhiên trên toàn thế giới và người chiến thắng sẽ nhận được một chuyến tham quan toàn bộ nhà máy cũng như nguồn cung cấp sô cô la trọn đời, trong khi một người sẽ nhận được một giải thưởng bổ sung khi kết thúc chuyến tham quan. Doanh thu của Wonka sau đó tăng vọt, và bốn tấm vé đầu tiên được tìm thấy bởi Augustus Gloop háu ăn, Veruca Salt hư hỏng, Violet Beauregarde kiêu ngạo, và Mike Teavee xấu tính. Charlie mua hai thanh sô-cô-la Woka để tìm một vé, nhưng cả hai thanh đều trống rỗng. Sau khi nghe lỏm được rằng tấm vé cuối cùng đã được tìm thấy ở Nga, Charlie tìm thấy một tờ 10 đô la và mua thanh sô-cô-la Woka thứ ba. Chiếc vé của Nga được tiết lộ là giả mạo khi Charlie phát hiện ra chiếc vé thật bên trong lớp giấy bọc sau đó anh muốn bán thanh sô-cô-la để giúp gia đình. Tuy nhiên, sau một cuộc nói chuyện từ Ông ngoại George, anh quyết định giữ lại và đưa ông nội Joe đi cùng trong chuyến tham quan.
Charlie và những người giữ vé khác được chào đón bên ngoài nhà máy bởi những người Oompa-Loompa, sau đó dẫn họ vào cơ sở. Trong cuộc tham quan thì Augustus Gloop bị rơi xuống dòng sông Chocolate sau khi cố gắng cúi xuống uống nước sông và bị hút ngược lên ống dẫn nước. Violet Beauregarde ăn thử một miếng kẹo cao su vẫn trong giai đoạn thử nghiệm và bị biến thành quả việt quất xanh khổng lồ. Veruca Salt bị những con sóc xem là "hạt hỏng" nên bị chúng ném vào thùng rác. Mike Teavee bị teo nhỏ và mắc kẹt trong một chiếc tivi. Sau khi kết thúc hành trình, bốn đứa trẻ có cho riêng mình một diện mạo mới: Augustus bị chiếc ống ép cho thành gầy nhom; da của Violet biến thành màu tím; khắp người Veruca toàn rác là rác; còn Mike thì cao hơn 3 mét và mảnh như sợi dây vì nhầm lẫn trong quá trình hồi phục hình dạng của cậu.Trong khi đó, Wonka hồi tưởng về quá khứ rắc rối của mình và việc cha nha sĩ của anh, Wilbur, nghiêm cấm anh ăn kẹo vì những nguy cơ tiềm ẩn về răng miệng. Sau khi ăn trộm một viên kẹo, Wonka ngay lập tức bị thu hút bởi vị ngọt và bỏ nhà đi theo giấc mơ của mình. Tuy nhiên, khi anh quay lại, cả cha anh và ngôi nhà của họ đều đã biến mất. Vì Charlie là người "bình thường" nhất trong số năm người, Wonka mời Charlie đến sống và làm việc trong nhà máy với cậu ta, với điều kiện cậu ta phải bỏ gia đình ở lại. Charlie từ chối, vì gia đình là điều quan trọng nhất trong cuộc đời cậu.
Khi Charlie và gia đình sống hòa thuận, Wonka trở nên chán nản, khiến công ty và doanh thu của ông ấy giảm sút. Cuối cùng, ông ấy quay sang Charlie để xin lời khuyên, và cậu ấy quyết định giúp Wonka hòa giải với người cha ghẻ lạnh của mình. Trong cuộc hội ngộ, Charlie nhận thấy những mẩu báo về thành công của Wonka mà ông Wilbur thu thập được trong khi Wonka nhận ra giá trị của gia đình khi cuối cùng anh và Wilbur đã hòa giải. Sau đó, Wonka cho phép Charlie và gia đình cùng nhau chuyển vào nhà máy.

Johnny Depp trong vai Willy Wonka
Freddie Highmore trong vai Charlie Bucket
David Kelly trong vai ông nội Joe
Helena Bonham Carter trong vai bà Bucket
Noah Taylor trong vai ông Bucket
Missi Pyle trong vai bà Beauregarde
James Fox trong vai bà Salt
Deep Roy trong vai Oompa-Loompas (với phần hát của Danny Elfman)
Christopher Lee trong vai nha sĩ WonkaCác diễn viên khác bao gồm Adam Godley trong vai ông Teavee và Franziska Troegner trong vai bà Gloop. Bốn đứa trẻ hư hỏng, Violet Beauregarde, Veruca Salt, Mike Teavee và Augustus Gloop lần lượt được thể hiện bởi AnnaSophia Robb, Julia Winter, Jordan Fry và Philip Wiegratz. Blair Dunlop vào vai Willy Wonka lúc nhỏ. Các ông bà còn lại của Charlie, bà Georgina, bà Josephine và ông nội George, được Liz Smith thủ vai, Eileen Essell và David Morris. Nitin Ganatra và Shelley Conn xuất hiện với tư cách là Hoàng tử và Công chúa Pondicherry. Geoffrey Holder tường thuật bộ phim.