Transillüminasyon (Latince trans - through ve Latince illuminare - aydınlatmak anlamına gelir), ışık yarı saydam bir gövdeden geçtiğinde ortaya çıkan bir olgudur.
Transillüminasyon ile vücuttan geçen ışık kısmen emilebilir ve farklı bir spektral aralıkta yeniden yayılabilir. Sonuç olarak vücuttan çıkışta gelen ışığın spektrumundan farklı bir spektrum gözlenir. Transillüminasyon olgusu, tıp ve teknolojide, örneğin biyolojik dokular gibi şeffaf cisimlerin yapısını incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Transillüminasyon aynı zamanda optikte maddenin yoğunluğunu ve durumunu belirlemek için de kullanılır. Yani beyaz ışık grafitten geçtiğinde kırmızı renkte parlamaya başlar. Bu, grafitin, spektrumun mavi ve yeşil kısımlarındaki ışığı emen ve onu kırmızı renkte yeniden yayan kusurlar içerdiğini gösteriyor.
Transillüminasyon olgusu 1756'da Fransız bilim adamı Charles Francois Dufay tarafından keşfedildi.