ในทางสัทวิทยา หน่วยเสียงย่อย (อังกฤษ: allophone) คือเสียงพูดเสียงหนึ่งในชุดของเสียงพูดที่เป็นไปได้ที่ใช้เปล่งเสียงหน่วยเสียงในภาษาหนึ่ง ๆ[1] ตัวอย่างเช่น ในภาษาอังกฤษ เสียงไม่พ่นลม [t] (อย่างในคำ stop [stɒp]) และเสียงพ่นลม [tʰ] (อย่างในคำ top [ˈtʰɒp]) เป็นหน่วยเสียงย่อยของหน่วยเสียง /t/ แต่เสียงทั้งสองมีสถานะเป็นหน่วยเสียงคนละหน่วยในภาษาไทย (อย่างในคำ ตา /tāː/ และ ทา /tʰāː/) ในทางกลับกัน ในภาษาสเปน เสียงหยุด [d] (อย่างในคำ dolor [doˈloɾ]) และเสียงเสียดแทรกหรือเสียงเปิด [ð] (อย่างในคำ nada [ˈnaða]) เป็นหน่วยเสียงย่อยของหน่วยเสียง /d/ แต่เสียงทั้งสองมีสถานะเป็นหน่วยเสียงคนละหน่วยในภาษาอังกฤษ (อย่างในคำ day /deɪ/ และ they /ðeɪ/)หน่วยเสียงย่อยที่ปรากฏในสถานการณ์หนึ่ง ๆ มักสามารถคาดเดาได้จากสัทบริบท โดยหน่วยเสียงย่อยเหล่านั้นจะถูกเรียกว่ารูปแปรตามตำแหน่ง (positional variant) แต่หน่วยเสียงย่อยบางหน่วยก็ปรากฏในลักษณะแปรอิสระ (free variation) การแทนที่เสียงหนึ่ง ๆ ด้วยหน่วยเสียงย่อยอื่นของหน่วยเสียงเดียวกันโดยปกติไม่ทำให้ความหมายของคำเปลี่ยนไป แต่เสียงที่เปล่งออกมาอาจฟังดูไม่เหมือนที่เจ้าของภาษาออกเสียงหรืออาจฟังไม่รู้เรื่องเจ้าของภาษาหนึ่ง ๆ รับรู้ว่าหน่วยเสียงแต่ละหน่วยในภาษาของตนเป็นเสียงหนึ่งเสียงต่างหาก และ "ทั้งไม่ตระหนักถึงและตกใจกับ" การแปรของหน่วยเสียงย่อยที่ใช้ในการเปล่งเสียงหน่วยเสียงเดียวกัน[2][3]