彭罗斯三角（Penrose triangle）是不可能物体中的一种。最早是由瑞典艺术家Oscar Reutersvärd在1934年制作。英国数学家罗杰·彭罗斯及其父亲也设计及推广此图案，并在1958年2月份的《英国心理学月刊》（British Journal of Psychology）中发表，称之为“最纯粹形式的不可能”。

彭罗斯三角看起来像是一个固体，由三个截面为正方形的长方体所构成，三个长方体组合成为一个三角形，但两长方体之间的夹角似乎又是直角。上述的性质无法在任何一个正常三维空间的物体上实现。这种物件只能存在于一些特定的欧氏三维流形中。

彭罗斯三角虽然是不可能的物体，但是确实存在有三维物体，若在特定的角度下观看时，其看到的图案和彭罗斯三角的二维图案相同。彭罗斯三角可以指不可能的物体本身，也可以指其二维下的图案。