Трансилюминацията (от лат. trans - през и лат. illuminare - осветявам) е явление, което възниква при преминаване на светлина през полупрозрачно тяло.
При трансилюминация светлината, преминаваща през тялото, може да бъде частично абсорбирана и повторно излъчена в различен спектрален диапазон. В резултат на това на излизане от тялото се наблюдава спектър, различен от спектъра на падащата светлина. Феноменът на трансилюминацията се използва широко в медицината и технологиите за изследване на структурата на прозрачни тела, например биологични тъкани.
Трансилюминацията се използва и в оптиката за определяне на плътността и състоянието на материята. Така че, когато бялата светлина преминава през графит, последният започва да свети в червено. Това предполага, че графитът съдържа дефекти, които абсорбират светлината в синята и зелената част на спектъра и я излъчват отново в червената.
Феноменът трансилюминация е открит през 1756 г. от френския учен Шарл Франсоа Дюфе.