แทลเลียม (อังกฤษ: Thallium) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 81 และสัญลักษณ์คือ Tl เป็นธาตุโลหะสีเทา เนื้ออ่อนนุ่ม สามารถยืดได้คล้ายดีบุก แต่เมื่อสัมผัสอากาศจะเปลี่ยนสี แทลเลียมเป็นธาตุที่มีลักษณะคล้ายอินเดียมคือเป็นโลหะที่หายาก และอ่อนนิ่มมาก ไม่มีการออกไซด์เคลือบที่ผิว ดังนี้นจึงเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนในอากาศอย่างรวดเร็ว แทลเลียมมีเลขออกซิเดชันได้ทั้ง +1 และ +3[1]แทลเลียมมีพิษมาก ใช้ทำยาเบื่อหนูและฆ่าแมลง เป็นต้นเหตุให้เกิดมะเร็งจึงถูกห้ามใช้ในหลายประเทศ นอกจากนี้ยังใช้ตรวจสอบรังสีอินฟราเรดด้วย