传感器融合（英语：sensor fusion）是为了降低由单一来源所产生之资讯的不确定性而将传感器数据资料或与不同来源的数据资料融合在一起的过程。例如，通过结合多个资料来源（如摄影机和Wifi定位信号），可以尽可能地获得更准确的室内物体位置估算。 在这种情况下，不确定性降低一词意味着更准确、更完整或更可靠，或者指的是新视角的结果，例如立体成像视觉（经由融合来自视角稍微不同的两个相机之二维影像来计算影像深度资讯）。
传感器融合的资料来源并不局限来自于同一种传感器。可以区分为直接融合、间接融合和前两者输出的融合。直接融合是融合来自同一组同质或异质传感器、软传感器的传感器数据资料和传感器数据的历史资料。然而间接整融合所使用的资讯来源，如相关于环境和人类输入的先验知识。
