Transiluminace (z latiny trans - skrz a latinsky illuminare - osvětlit) je jev, který nastává, když světlo prochází průsvitným tělesem.
Při prosvěcování může být světlo procházející tělem částečně absorbováno a znovu vyzařováno v jiném spektrálním rozsahu. Výsledkem je, že při výstupu z těla je pozorováno spektrum, které se liší od spektra dopadajícího světla. Fenomén transiluminace je široce používán v medicíně a technologii ke studiu struktury průhledných těl, například biologických tkání.
Transiluminace se také používá v optice k určení hustoty a stavu hmoty. Takže když bílé světlo prochází grafitem, grafit začne svítit červeně. To naznačuje, že grafit obsahuje defekty, které absorbují světlo v modré a zelené části spektra a znovu ho vyzařují v červené.
Fenomén transiluminace objevil v roce 1756 francouzský vědec Charles Francois Dufay.