Transillumination (fra latin trans - through og latin illuminare - at illuminate ) er et fænomen, der opstår, når lys passerer gennem en gennemskinnelig krop.
Med gennemlysning kan lys, der passerer gennem kroppen, delvist absorberes og genudsendes i et andet spektralområde. Som følge heraf observeres et spektrum ved udgangen fra kroppen, der er forskelligt fra spektret af det indfaldende lys. Fænomenet transilluminering er meget brugt i medicin og teknologi til at studere strukturen af gennemsigtige kroppe, for eksempel biologiske væv.
Gennemlysning bruges også i optik til at bestemme massefylden og tilstanden af stoffet. Så når hvidt lys føres gennem grafit, begynder sidstnævnte at lyse rødt. Dette tyder på, at grafit indeholder defekter, der absorberer lys i de blå og grønne dele af spektret og genudsender det i det røde.
Fænomenet gennemlysning blev opdaget i 1756 af den franske videnskabsmand Charles Francois Dufay.