テストヘッドとは、半導体の自動テスト装置（ATE）のうち、測定するチップのすぐ近くに置かれ、信号を出したり受けたりする回路を収めた部分です。ATEは、全体を制御するメインフレーム（本体）と、このテストヘッドに分かれています。テストヘッドの中には、ピンごとの信号を扱うピンエレクトロニクスのボードや、電源のボード、アナログやRFの測定ボードなどがぎっしりと並んでいます。
テストヘッドを測定するチップの近くに置くのは、配線を短くして、高速な信号を正確にやり取りするためです。ウェハテストでは、テストヘッドをウェハプローバの上にかぶせ、プローブカードを介してウェハ上のチップにつなぎます。パッケージ後の最終テストでは、テストハンドラにテストヘッドをつなぎ、DUTボード（ロードボード）とテストソケットを介してチップに接触させます。
テストヘッドは数百kgになることもある重い装置で、マニピュレータと呼ばれる支持機構で持ち上げたり回したりして、プローバやハンドラに位置を合わせて取り付けます（ドッキング）。1台のテストヘッドで同時に測れるチップの数（同時測定数）や、搭載できるボードの種類と数が、テストのコストとスループットを大きく左右します。
