离域轨道（delocalized molecular orbital），理学-化学-物理化学-计算与理论化学，分子轨道理论中描述分子中单电子运动状态的波函数，表示电子的运动行为遍及整个分子，所对应的化学键为离域键。又称离域分子轨道。R.S.马利肯由于建立和发展了分子轨道理论而荣获1966年诺贝尔化学奖。分子轨道理论认为，在单电子近似下，分子中单电子运动状态的波函数可由参与形成分子的原子的原子轨道组成，通过变分求解薛定谔方程来确定分子轨道及其能级。组成分子的原子，在满足对称性匹配、能量相近、最大重叠原则下，而形成的分子轨道多为离域轨道。即分子轨道一般由多个甚至全部原子的原子轨道组成，或求得的分子轨道遍布多个原子甚至所有原子。离域轨道与代表定域键的定域轨道不同，电子运动不再局限于两原子间，而是遍及多个原子甚至所有原子。根据离域轨道特征，离域轨道对所涉及的原子间的化学键可能是成键贡献，也可能是反键贡献。