브릴루앙 영역(Brillouin zone)은 결정 구조 내에서 전자와 같은 입자의 에너지를 이해하는 데 중요한 개념으로, 결정의 주기성을 반영하는 운동량 공간의 특정한 경계 영역이다. 원래 브릴루앙 영역은 제임스 브릴루앙(James Brillouin)의 이름을 따서 명명되었으며, 고체 물리학에서 주로 사용된다.

브릴루앙 영역은 결정 격자의 대칭성을 기반으로 하여 정의되며, 주어진 결정 구조에 대해 가장 작은 주기적인 공간을 나타낸다. 일반적으로 첫 번째 브릴루앙 영역이 가장 중요하게 다뤄지며, 이는 직접 공간에서의 격자 포인트와 운동량 공간에서의 격자 포인트 간의 상관관계를 통해 정의된다.

브릴루앙 영역의 모양은 결정의 대칭성에 따라 달라지며, 주기적인 결정 속에서 에너지 밴드 구조와 관련된 중요한 정보를 제공한다. 각 브릴루앙 영역은 그 안에 포함된 격자 포인트들이 가지는 에너지 상태를 결정짓는 역할을 한다. 첫 번째 브릴루앙 영역 바깥의 다른 영역은 주기성을 갖기 때문에 물리적으로 동일한 특성을 가지는 정보를 중복해 담고 있다.

브릴루앙 영역은 전도체, 반도체 및 절연체의 전자 구조를 분석하는 데 필수적인 요소이며, 고체의 전기적 및 열적 성질과도 밀접한 관계가 있다. 이를 통해 다양한 물질의 물리적 성질을 예측하고 이해할 수 있는 기초를 제공한다.