Mercedes-Benz GL320 er en luksus-SUV i fuld størrelse, som blev produceret af Mercedes-Benz-divisionen af Daimler AG fra 2006 til 2012. Den blev designet af Steve Mattin og var baseret på chassiset fra Mercedes-Benz ML-klassen. GL320 kunne fås med en 3, 0 L OM642 V6 turbo (diesel) eller 4, 0 L OM629 V8 turbo (diesel) motor, eller en 4, 5-5, 5 L M273 V8 (benzin) motor. En 7-trins 7G-Tronic automatgearkasse var standard. GL320 blev faceliftet til modelåret 2010 og fik ny udvendig styling og et revideret interiør. Den blev erstattet af Mercedes-Benz GL450 i 2012. Specifikationer GLS-varianten af GL320 kom med en opgraderet affjedring og større hjul. Modellen havde også en anden kølergrill, forlygter og baglygter end de andre modeller. På nogle markeder kaldes denne model for ML430 ("ML" står for "Mittel-Leiter").