iliùzija (lot. illusio – apgaulė), iškreiptas realių daiktų ar reiškinių ir jų savybių suvokimas. Skiriama optinės, judėjimo, svorio, laiko ir kitos iliuzijos (pavyzdžiui, statmena atkarpa atrodo ilgesnė, šviesūs daiktai atrodo didesni ir greičiau judantys negu tamsūs, didesni daiktai – lengvesni už tokios pat masės mažesnius daiktus, nuobodžiaujant laikas eina lėčiau negu dirbant). Nėra teorijos, pagal kurią galima būtų paaiškinti visas iliuzijas. Labiausiai ištirtos optinės iliuzijos, į jas atsižvelgiama dailėje, architektūroje. Kai kurios yra labai sudėtingos – ypač liguisto pobūdžio regos, klausos, lytėjimo, skonio ir uoslės iliuzijos, kylančios dėl pervargimo, išsekimo, baimės, įtarumo, alkoholinio apsvaigimo, psichikos ar infekcinių ligų.
Iliuzijos buvo žinomos antikoje. Pirmasis sistemingai jas 1854 pradėjo tirti J. J. Opelis (Vokietija). Įsigalėjęs H. L. F. Helmholtzo (1821–1840) požiūris, kad iliuzijos efektai atsiranda tada, kai suvokimo mechanizmai veikia neįprastomis aplinkybėmis, įprastomis aplinkybėmis tie mechanizmai lemia neiškreiptą suvokimą.