Poligamia ( polygamia, od polys „liczny” i gameo „zawieram małżeństwo”; wielomałżeństwo) – małżeństwo z więcej niż jedną osobą (w tym samym czasie), najczęściej jednego mężczyzny z dwiema lub więcej kobietami (poligynia) lub między jedną kobietą i więcej niż jednym mężczyzną (poliandria).
Różne konteksty poligamii Może to być zatem: związek jednego mężczyzny z wieloma kobietami (poligynia, wielożeństwo) związek jednej kobiety z wieloma mężczyznami (poliandria, wielomęstwo, zob. też poliandria w Tybecie – z dyskusją analogicznej poligynii) związek kilku kobiet z kilkoma mężczyznami (multilateralizm, zwany też poligynandrią, multigamią lub poligamią symetryczną).
Znaczenie terminu poligamia zależy więc w istocie od kontekstu, w którym jest użyte (często mówi się o poligamii mając na myśli tylko jej najczęstszą formę – poligynię, co ściśle rzecz ujmując nie jest poprawne).
Jak wskazuje etymologia, słowo poligamia odnosi się zasadniczo do związków małżeńskich (tzw. poligamia małżeńska).