Tán xạ không đàn hồi là một quá trình tán xạ cơ bản được nghiên cứu trong hóa học, vật lý hạt nhân và vật lý hạt, trong đó năng lượng động học của hạt tới không được bảo toàn, khác với trong tán xạ đàn hồi. Trong quá trình tán xạ không đàn hồi, một phần năng lượng của hạt tới sẽ bị mất đi hoặc tăng lên . Mặc dù thuật ngữ này liên quan đến khái niệm va chạm không đàn hồi trong động lực học, nhưng hai khái niệm này khác biệt nhau. Va chạm không đàn hồi trong động lực học đề cập đến các quá trình mà tổng lượng động năng vĩ mô không được bảo tồn. Nói chung, tán xạ do các va chạm không đàn hồi sẽ là không đàn hồi, nhưng do các va chạm đàn hồi thường truyền năng lượng động học giữa các hạt cơ bản, tán xạ do va chạm đàn hồi cũng có thể là không đàn hồi, như trong tán xạ Compton.