Das Herzogtum Sachsen-Zeitz war ein Territorium des Heiligen Römischen Reiches Deutscher Nation und bestand von 1657 bis 1718 mit der Residenz Zeitz. Es ging aus den Bestimmungen des Testamentes Johann Georgs I. von Sachsen hervor, welcher 1652 seinen drei nachgeborenen Söhnen Herrschaftsgebiete, die sogenannten Sekundogenituren aus Versorgungsgründen zusprach. Diese Regelungen wurden nach dessen Tod im freundbrüderlichen Hauptvergleich 1657 präzisiert, indem man sich mit dem älteren Bruder und Kurfürsten Johann Georg II. einigte. Als Gründungsdatum der Herrschaft Sachsen-Zeitz kann daher der 1. Mai 1657 angenommen werden. Moritz bekam als jüngster der vier Brüder das ehemalige Stiftsgebiet Naumburg und zahlreiche Ämter mit der Residenzstadt Zeitz zugesprochen. Des weiteren kam infolge des Sächsischer Teilungsvertrages die ehemalige hennebergische Residenzstadt Schleusingen 1660 an Sachsen-Zeitz.
Bis zur Fertigstellung des Neubaus der Moritzburg in den Folgejahren, residierte man provisorisch im Naumburger Stadtschloss. Die Linie starb als erste der drei Sekundogenituren im Jahr 1718 aus, nicht weil Moritz Wilhelm keine männlichen Erbfolger gehabt hätte, sondern weil diese zum katholischen Glauben konvertiert waren, und somit keine Ansprüche erheben konnten.
Die einzigen Landesherrn waren Moritz von Sachsen-Zeitz und sein Sohn Moritz Wilhelm von Sachsen-Zeitz.