การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา (อังกฤษ: Time Division Multiplexing: TDM) เป็นการแบ่งเวลาในการใช้สายส่งเพื่อใช้ส่งข้อมูล เหมาะกับสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอล เนื่องจากสัญญาณดิจิตอลมีช่วงเวลาที่แน่นอนของบิตแต่ละบิต จึงทำให้สามารถมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาให้มีความสอดคล้องกับเวลาของบิตได้ โดยอาจคิดเป็นอัตราเร็วของบิตได้คือ สัญญาณที่มีอัตราเร็วต่ำหลายๆ สัญญาณสามารถนำมามัลติเพล็กซ์รวมกันเป็นสัญญาณที่มีอัตราบิตสูงขึ้นได้ ซึ่งการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา ยังสามารถแบ่งออกเป็น “การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาในแบบซิงโครนัส” และ “การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาในรูปแบบสถิติ”