폴리오미노(Polyomino)는 정사각형 모양의 조각들이 서로 연결된 다각형으로, 주로 퍼즐이나 보드 게임에서 사용되는 기하학적 형태이다. 폴리오미노는 기본적으로 1개 정사각형으로 구성된 '모노미노'(monomino)에서 시작하여, 각각 더 많은 정사각형이 연결되어 형성되는 방식으로 발전한다.

폴리오미노는 개별 정사각형의 수에 따라 명명되며, n개의 정사각형으로 이루어진 폴리오미노는 'n-폴리오미노'라고 불린다. 예를 들어, 두 개의 정사각형이 연결된 형태는 '도미노'(domino)라고 부르며, 세 개의 정사각형으로 이루어진 것은 '트로미노'(tromino), 네 개의 정사각형으로 이루어진 것은 '테트로미노'(tetromino), 다섯 개의 정사각형은 '펜타미노'(pentomino)라 한다.

이러한 폴리오미노는 형태에 따라 다양한 조합이 가능하며, 회전이나 반전이 용이하여, 조작과 변형의 재미를 더한다. 여러 가지 게임에서 사용할 수 있으며, 특히 '테트리스'와 같은 비디오 게임에서 널리 알려져 있다. 폴리오미노는 수학적 관점에서도 흥미로운 연구 대상이 되며, 조합론, 대칭성, 패턴 인식 등 여러 분야에서 활용된다.