衍射（英語：diffraction）是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。

在經典物理學中，波在穿過狹縫、小孔或圓盤之類的障礙物後會發生不同程度的彎散傳播。假設將一個障礙物置放在光源和觀察屏之間，則會有光亮區域與陰晦區域出現於觀察屏，而且這些區域的邊界並不銳利，是一種明暗相間的複雜圖樣。這現象稱為衍射，當波在其傳播路徑上遇到障礙物時，都有可能發生這種現象。除此之外，當光波穿過折射率不均勻的介質時，或當聲波穿過聲阻抗（acoustic impedance）不均勻的介質時，也會發生類似的效應。在一定條件下，不僅水波、光波能夠產生肉眼可見的衍射現象，其他型別的電磁波（例如X射線和無線電波等）也能夠發生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質，它們也會表現出衍射現象，可以透過量子力學進行研究其性質。

在適當情況下，任何波都具有衍射的固有性質。然而，不同情況中波發生衍射的程度有所不同。如果障礙物具有多個密集分佈的孔隙，就會造成較為複雜的衍射強度分佈圖樣。這是因為波的不同部分以不同的路徑傳播到觀察者的位置，發生波疊加而形成的現象。

衍射的形式論還可以用來描述有限波（量度為有限尺寸的波）在自由空間的傳播情況。例如，鐳射束的發散性質、雷達天線的波束形狀以及超聲波感測器的視野範圍都可以利用衍射方程來加以分析。