Josef Osvald II. Thun-Hohenstein (3. dubna 1784 Hradec Králové – 8. srpna 1839 Terst) byl český šlechtic a diplomat. Patřil do významné české šlechtické rodiny Thun-Hohensteinů a působil ve veřejném i politickém životě Rakouského císařství.
Narodil se v Hradci Králové jako syn hraběte Josefa Osvalda I. Thuna-Hohensteina. Po absolvování studií začal pracovat v diplomacii a působil na různých místech v zahraničí. V roce 1834 se stal rakouským vyslancem v Sardinii, kde se zasloužil o zlepšení vztahů mezi Rakouskem a Sardinským královstvím.
Josef Osvald II. Thun-Hohenstein byl také členem rakouského panského domu a aktivně se zapojoval do politického života. V roce 1836 se stal tajným radou a v roce 1838 byl jmenován doživotním členem panské sněmovny.
Zemřel v Terstu v roce 1839 ve věku 55 let. Josef Osvald II. Thun-Hohenstein je pohřben v rodové hrobce Thun-Hohensteinů v Klášterním kostele sv. Jiří na Pražském hradě.