Атмосфе́рный волново́д, волновод, образованный слоем воздуха вблизи поверхности Земли. Формируется при наличии инверсионного слоя с аномальным распределением температуры и влажности воздуха, а следовательно, и показателя преломления по высоте. Электромагнитные волны отражаются от границ атмосферного волновода и распространяются вдоль волновода на тысячи километров. Инверсионные слои чаще всего возникают в ясную погоду в песчаных и морских районах. В атмосферном волноводе могут распространяться волны, для которых длина волны меньше некоторого критического значения, пропорционального толщине слоя, т. е. дециметровые, сантиметровые и более короткие волны. Существуют приземные и приподнятые атмосферные волноводы. Благодаря атмосферным волноводам возникают оптические и радиолокационные миражи.