Die Burg Alt-Falkenstein ist eine teilweise erhaltene Höhenburg am Eingang der Klus bei Balsthal im Kanton Solothurn. Der Bischof von Basel, Burkhard von Fenis, war von Kaiser Heinrich IV. für seine Treue während des Investiturstreits (Politischer Konflikt im mittelalterlichen Europa in den Jahren 1076 bis 1122, zwischen geistlicher und weltlicher Macht um die Amtseinsetzung von Geistlichen durch die weltliche Macht) mit Ländereien beschenkt worden. Dazu gehörte auch die Landgrafschaft Buchsgau.
Zum Grenzschutz seines neuen Territoriums liess der Bischof auf einem Felssporn im Jura-Quertal („Klus“) in Richtung Balsthal eine Burg errichten.Diese war von einem seiner Vasallen, dem Grafen von Falkenstein, bewohnt. Als Bauherr kommt Rudolf I. von Falkenstein (erwähnt ab 1224 bis 1251) in Frage, als Bauzeit die Jahre um 1250. Erstmals urkundlich erwähnt wurde die Burg 1255.
Nach verschiedenen Besitzerwechseln wurde die Burg Anfang des 15. Jahrhunderts vom verarmten Landadel an die Stadt Solothurn verkauft. Die dortigen Patrizier erweiterten die Burg und verwendeten sie in den folgenden Jahrhunderten als Sitz für ihre Vogteien.
Heute beherbergt die Anlage oberhalb des Örtchens Klus ein Heimatmuseum.