在化学与原子物理学中，π轨道（英语：π orbital）是一种分子轨道。是形成π键后所产生的分子轨道。π轨道是一种由轨道并肩重叠后所形成的新轨道。

π轨道是一种由轨道并肩重叠后所形成的分子轨道，除了s轨道无法形成π轨道，之外，大部分的轨道都可以形成π轨道，较常是由两个pz轨道所形成，但实际上只要方向对了，无论是px或py都能形成π轨道。

π轨道可以有很多形状，但都不与核轴成旋转对称，其形状取决于他所形成的π键，例如:有共振时，π轨道就会变得较大较狭长，若是环状的共振，则其π轨道呈环形。其能容纳的电子数量也由其所形成的π键来决定，如乙烯内所形成的π轨道可容纳下2个电子，而苯的π轨道呈环状，可容下6个电子，这是因为共振使电子均匀分布而导致。

此外，在形成化学建的过程中，未杂化的轨道有可能形成π轨道，如乙烯，碳上形成了sp2杂化轨道，而未杂化的p轨道则形成π轨道。

根据休克尔方法，可得出不同能量的π轨道，不同能级的π轨道形状不尽相同，电子会先从能量低的π轨道开始填入，例如丁二烯，其不同能级π轨道能量如下:

其电子会先从π1轨道开始填入，然后才填π2轨道，根原子轨道一样，一种形状只能填2个电子，且自旋互为相反数，因此整个π轨道，π3轨道和π4轨道两个能级是空的，但要注意：此处的能级(繁体：能級)并非是电子壳层的能级(繁体：能階)。

π*轨道是π轨道的反键轨道，当核间轴发生旋转时会产生相位的变化。π*轨道类似于σ*轨道，在原子核之间也有一个波节。