人工合成元素，在化学中是指自然界里不存在，只有通过人工方法才能制造出来的化学元素。一般透过将两种元素以高速撞击，增大自然存在的元素原子核质子的个数，达到增大原子序数，制造出新的元素。
至今已有20种人工合成元素被合成出来，它们均是不稳定元素，半衰期从几年到仅仅只有数毫秒。另外，还有十几种元素最初是通过人工合成的方式发现，但是后来在自然界中，也发现有痕迹量的存在。
人工合成元素均具有放射性，从而快速衰变为其他较轻的元素。由于它们的半衰期与地球的寿命相比过短，即使在地球形成初期曾经存在过这些元素，到现今也已经全部衰变为其他元素了。目前，只有在核武器或是在核反应堆、粒子加速器中进行的核试验中才能发现人工合成元素的原子。人工合成元素的产生方式有核聚变和中子俘获。
对于自然存在的元素来说，其原子量由地壳和大气层中天然同位素的丰度来决定。但是由于人工合成元素的同位素完全由人工合成产生，天然同位素的丰度没有任何意义，因此，在元素周期表中，人工合成元素的原子量使用其最稳定（即半衰期最长）的同位素之质量数来表示。
并不是所有的放射性元素都是人工合成元素，比如铀和钍都没有稳定同位素，但是它们在地壳和大气层中均有分布，同时，它们的衰变产物——钋、镭和氡等元素，尽管半衰期很短，也能在自然界中找到。