Полиритми́я (от поли… и ритм), в многоголосной музыке сочетание в одновременности двух или нескольких ритмических рисунков.

Полиритмия в широком смысле – любое объединение разных длительностей, например, в одном голосе идут четвертные, а в другом – восьмые. Она противоположна моноритмии – ритмическому тождеству голосов.

Полиритмия в узком смысле представляет собой такое соединение ритмических рисунков, при котором в реальном звучании отсутствует соизмеряющая все голоса наименьшая временна́я единица, например, сочетание бинарных делений с особыми видами ритмического деления.

Полиритмия появилась в мензуральной ритмике начиная с Позднего Средневековья, где её причиной была вре́менная смена тернарной мензуры бинарной (реже наоборот) в одном из голосов. Особой изысканностью отличались полиритмические сочинения композиторов периода ars subtilior. У композиторов нидерландской школы полиритмия проявлялась в технике мензуральных пропорций – в так называемом пропорциональном каноне. В классико-романтический период характерна для музыки Ф. Шопена, С. В. Рахманинова, А. Н. Скрябина и многих других композиторов. В 20 в. в связи с экспериментами авангардистов появились примеры изощрённых видов ритмических групп и их сопоставлений, например, в сочинениях Б. Бартока, И. Ф. Стравинского, О. Мессиана. Одной из форм организации полиритмии является полиметрия.