横膈膜，或者简单的横膈膜（古希腊语：δsomething φργμα，罗马化：diáphragma）是人类和其他哺乳动物的一片内部骨骼肌，横跨胸腔底部。隔膜将包含心脏和肺的胸腔与腹腔隔开，在呼吸中起着重要作用：当隔膜收缩时，胸腔的体积增大，产生负压，将空气吸入肺部。
在解剖学中，由克雷莫纳的杰拉德创造的横膈膜这个术语，可以指其他扁平的结构，如泌尿生殖隔或骨盆底，但是"横膈膜"一般指的是横膈膜。人类的横膈膜有点不对称——其右半部分高于左半部分，因为大肝脏位于横膈膜的右半部分之下。还有一种理论认为，由于心脏的存在，横膈膜在另一侧的位置较低。
其他哺乳动物有膈肌，其他脊椎动物如两栖动物和爬行动物有膈肌样的结构，但解剖学上的重要细节可能有所不同，例如肺在胸腔中的位置。
Diaphragm 所指的部位即为横隔膜。