Nhiễm sắc thể đa sợi là loại nhiễm sắc thể gồm nhiều sợi nhỏ, mỗi sợi thường là một phân tử DNA, tạo thành một "bó" lớn gấp bội nhiễm sắc thể bình thường là loại chỉ có một phân tử DNA. Nếu gọi mỗi DNA là một sợi, thì một nhiễm sắc thể đa sợi thường gồm hàng trăm, thậm chí tới hàng ngàn sợi., ,
Thuật ngữ này dịch từ tiếng Anh polytene chromosome (IPA: /päləˌtēn ˈkroʊməˌsoʊm/) dùng để chỉ loại nhiễm sắc thể gồm rất nhiều nhiễm sắc tử (crô-ma-tit) tập hợp lại thành cấu trúc bó sợi, thường tồn tại phổ biến ở nhiều loài ruồi thuộc bộ hai cánh (Diptera).
Nhiễm sắc thể đa sợi được mô tả và công bố đầu tiên trên thế giới vào năm 1881 nhờ Édouard-Gérard Balbiani (1823-1899). Hiện nay đã phát hiện ở rất nhiều loài động vật không xương sống như: Drosophila (ruồi giấm), muỗi Chironomus và ruồi Rhynchosciara. Chúng cũng đã được phát hiện ở bọ đuôi bật thuộc lớp Collembola, một số loài động vật nguyên sinh như trùng lông (Ciliophora). Ở ruồi, chúng thường được tìm thấy trong tuyến nước bọt.
Những loại nhiễm sắc thể có kích thước lớn gấp bội như thế được phát hiện vào khoảng cuối thế kỉ XIX được gọi chung là nhiễm sắc thể khổng lồ, tiếng Anh là "giant chromosome" (phiên âm Quốc tế: /ʤaɪənt ˈkroʊməˌsoʊm/), gồm nhiễm sắc thể chổi đèn (cũng gọi là nhiễm sắc thể bàn chải đèn - lampbrush chromosome) và nhiễm sắc thể đa sợi.
Ở bộ hai cánh, các nghiên cứu ban đầu thường phát hiện nhiễm sắc thể đa sợi trong tuyến nước bọt của chúng, nên đã gọi là "nhiễm sắc thể tuyến nước bọt". Về sau, các nghiên cứu kỹ hơn cho thấy kích thước quá lớn của loại nhiễm sắc thể này là do sự có mặt rất nhiều sợi nhỏ mà nay gọi là crô-ma-tit (nhiễm sắc tử), có thể tồn tại ở bộ phận khác ngoài tuyến nước bọt, nên đổi tên là "nhiễm sắc thể đa sợi" (polytene tức là many stranded, chỉ cấu trúc nhiều sợi họp thành). Tuy vậy, tên "nhiễm sắc thể tuyến nước bọt" vẫn còn được dùng trong những trường hợp nhất định.