Fotoemulsioon (pr émulsion, Id emulsus "väljalüpstud") on fotomaterjali (-filmi, -plaadi või -paberi) valgustundlik kiht, mis koosneb želatiinist või sünteetilisest polümeerist ja selles ühtlaselt jaotunud hõbehalogeenide (nt hõbebromiid, -kloriid, -jodiid) kristallidest. Ajalooliselt koosnes dagerrotüübi emulsioon hõbejodiidist, märgkolloodiumemulsioon hõbehalogeniide sisaldavast munavalgest. Nüüdisaegse emulsiooni alguseks oli kuivželatiinemulsiooni leiutamine 1871. a.