Malarstwo iluzjonistyczne, franc. trompe l’oeil – sposób malowania wywołujący złudzenie, iż ukazane na dwuwymiarowej powierzchni przedstawienie jest trójwymiarowe; malarstwo dające iluzję rzeczywistości.
Pierwsze wzmianki o malarstwie iluzjonistycznym pochodzą ze starożytności, ze znanej legendy o greckim malarzu Parrasjosie, który tak realistycznie namalował kotarę okrywającą obraz, że złudzeniu uległ nawet Zeuksis z Heraklei, który próbował kotarę odsunąć (Pliniusz, Historia naturalna). Iluzjonizm stosowano często w malarstwie pompejańskim. W czasach nowożytnych szczególnie popularny stał się w okresie baroku.
Malarstwo ścienne Najczęściej nazywane malarstwem iluzjonistycznym. Zwykle przedstawia iluzjonistycznie fragmenty architektury, często w połączeniu z pejzażem i czasem martwej natury. Charakterystyczne jest stosowanie dla oddania detali architektonicznych czy złudzenia reliefu techniki monochromatycznej. Szczególnie popularne we wnętrzach kościelnych i pałacowych, najwcześniej pojawiło się w renesansie włoskim (na przykład fresk Andrei Mantegna w Camera degli Sposi (Pałac Książęcy w Mantui) albo Ostatnia Wieczerza Leonarda da Vinci w Mediolanie). Sztuka ta wymagała od twórcy wybitnej znajomości zasad perspektywy, a często żmudnych wyliczeń matematycznych.