การแผ่รังสีซิงโครตรอน (อังกฤษ: synchrotron radiation) คือการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่คล้ายคลึงกับการแผ่รังสีไซโคลตรอน แต่มีกำเนิดมาจากอนุภาคประจุที่เร่งขึ้นอย่างยิ่งยวด (เช่นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง) ผ่านสนามแม่เหล็ก สามารถสร้างขึ้นได้ในอุโมงค์ซิงโครตรอน ส่วนในธรรมชาติจะพบได้จากอิเล็กตรอนความเร็วสูงเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กในอวกาศ รังสีที่เกิดขึ้นอาจแผ่ครอบคลุมสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าหลายย่าน ตั้งแต่ช่วงคลื่นวิทยุไปจนถึงแสงอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น อัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา สามารถแบ่งประเภทได้ตามลักษณะการเกิดโพลาไรเซชั่นและสเปกตรัม