渦拡散（うずかくさん、英: eddy diffusion）は、渦運動によって大気中あるいは流体系中で物質が混合される拡散過程をいう[1][2]。もう一つの定義では[3]、渦拡散とは小さなコルモゴロフのマイクロスケールから亜熱帯環流まで様々な大きさの渦によって引き起こされる混合である。
大気混合の原因である微視的過程は詳細にモデル化するには複雑過ぎるため、大気モデルの製作者は一般に大気混合を巨視的な「渦 」拡散過程」として扱う。この手法において、それぞれの圧力レベルでの渦速度は渦拡散係数K[4]として知られる量によってパラメータ化される。