IV. Kılıç Arslan (ö. 1265) Anadolu Selçuklu Sultanı ve II. Gıyaseddin Keyhüsrev'in oğludur.
II. Gıyaseddin Keyhüsrev 1243 yılında Kösedağ Savaşı 'nda Moğol komutanı Baycu Noyan'a yenilerek Antalya'ya kaçmış ve 1246 yılında orada ölmüştü. Önce tahta II. Gıyaseddin Keyhüsrev'in büyük oğlu II. İzzeddin Keykavus geçti ve aynı yıl içinde kardeşi IV. Kılıç Arslan'ı Moğol Hanı Güyük'ün tahta çıkma töreninde hazır bulunmak üzere Moğolistan'a elçi olarak gönderdi. Moğollar IV. Kılıç Arslan'dan hoşnut kalarak onu Anadolu Selçuklu Sultanı olarak tanıdılar. IV. Kılıç Arslan 1248'de Sivas'ta tahta çıktı. Böylece II. İzzeddin Keykavus ve IV. Kılıç Arslan arasında taht kavgaları başladı. Üçüncü ve en küçük kardeş olan II. Alaeddin Keykubad da taht kavgalarına katıldı. Ancak Anadolu'nun ileri gelenlerinin araya girmesiyle üç kardeş ortak olarak saltanat sürmeye ikna edildiler. Böylece 1249 yılında Anadolu Selçuklu Devleti tarihinde 8 yıl sürecek üçlü iktidar dönemi başlamış oldu.
II. İzzeddin Keykavus Kızılırmak nehrinin batısında hüküm sürdü. IV. Kılıç Arslan ve II. Alaeddin Keykubad da Kızılırmak'ın doğusunda hüküm sürdüler. 1256 yılında Moğol kumandanı Baycu Noyan tekrar Anadolu'ya bir sefer yaptı. Aksaray yakınlarında II. İzzeddin Keykavus'un ordusunu yenilgiye uğrattı ve böylece Anadolu tamamen Moğol egemenliğine girmiş oldu. Üçlü iktidar dönemi II. Alaeddin Keykubad'ın 1257'da bilinmeyen nedenlerle ölümüne kadar devam etti. 1260 yılında II. İzzeddin Keykavus Konya'yı bırakarak Kırım'a kaçtı ve 1279 yılında orada öldü. IV. Kılıç Arslan 1260-1265 yılları arasında tek başına hüküm sürdü. 1261 yılında Konya’yı ele geçirdi. Silifke'yi Ermenilerden, Sinop'u ise kumandanı Muinüddin Pervane tarafından Trabzon Rum Devleti'nden aldı.
IV. Kılıç Arslan 1265 yılında bir ziyafet sırasında Moğollar tarafından beklenmedik bir şekilde idam edildi ve Konya'da Sultanlar Türbesine gömüldü. Yerine çocuk yaştaki oğlu III. Gıyaseddin Keyhüsrev Moğolların kuklası olarak sultan ilan edildi