Tunnelbrann er en ildebrann som oppstår i en tunnel. Biltunneler er særlig utsatt både fordi kjøretøyene inneholder lettantennelig drivstoff som kan ta fyr eller eksplodere etter kollisjoner eller av andre årsaker – og fordi det ofte er mange kjøretøy i tunnelen samtidig. I Oslofjordtunnelen forekom således 11 branner på tre år, hvorav iallfall én brann var på grensen til å bli katastrofal. I tillegg fylles hulrom ofte med brannfarlig PE-skum for å bedre isolasjonen. Ved en dødsulykke i Eidsvolltunnelen 17. januar 2012 tok dette fyr, og 150 m av tunnelen ble totalt ødelagt.
I Norge har faren for alvorlige tunnelbranner økt pga. større trafikk av gamle, utenlandske trailere i biltunneler som er brattere enn EU-kravene, og som ellers ikke oppfyller dagens krav. Dette ble aktualisert etter brannen i Gudvangatunnelen 4. august 2013, da 73 mennesker måtte sendes på sykehus med røykskader.
Også jernbanetunneler, T-banetunneler og underjordiske stasjoner har vært rammet av branner, selv om elektrisk drift reduserer brannfaren noe fordi togene ikke behøver å ha med ildsfarlig drivstoff. Opphopning av mange mennesker – og/eller tog med ildsfarlig eller eksplosiv last – kan gjøre slike branner meget farlige, og enkelte av dem har vært katastrofale med tap av mange menneskeliv. Også i gangtunneler og andre slags tunneler kan tunnelbranner forekomme.
Av flere årsaker er tunnelbranner ofte farligere enn branner på et åpent område:
Stadig mer av vei- og jernbanenettet legges i tunneler. Dette gjelder også noen av våre mest trafikkerte veier og jernbaner – i Norge f.eks. biltunnelene under Oslo sentrum, Oslotunnelen og T-banetunnelen Tøyen–Majorstuen. I tillegg blir tunnelene stadig lengre. Alt dette øker behovet for å forebygge tunnelbranner, og redusere faren for tap av menneskeliv og alvorlige skader hvis de først bryter ut. Aktuelle tiltak – i tillegg til alminnelige brannforebyggings- og sikkerhetstiltak – er bl.a.:
I Norge 2008–2011 forekom 44 % av tunnelbrannene og –tilløpene i biltunneler med høy stingningsgrad, enda disse utgjør bare ca. 4 % av biltunnelene og ca. 16 % av den samlede tunnellengde. I slike biltunneler er tekniske feil med tungbiler den vanligste brannårsaken. I flatere tunneler skjer derimot flest branner i personbiler, og oftest etter kollisjoner.