V matematice jsou kvaterniony (z lat. quaternion, čtveřice) rozšířením oboru komplexních čísel. Jsou nekomutativní a lze je definovat jako uspořádané čtveřice reálných čísel se speciálně definovanými operacemi sčítání a násobení.
Poprvé byly kvaterniony popsány Williamem Rowanem Hamiltonem v roce 1843 a na jeho počest se obvykle označují počátečním písmenem jeho příjmení . Nejdříve byly považovány za nevhodný a uměle vykonstruovaný objekt, protože u nich neplatí komutativní zákon, postupně ale našly uplatnění jak v teoretické fyzice, tak v aplikované matematice (nyní jsou obvykle pohodlně vystihnuty maticovým počtem, mnohdy za jistou cenu i pomocí vektorů).