염분(鹽分, 영어: salinity)은 바닷물(해수) 1kg에 녹아 있는 염류(무기염류)의 총량을 그램(g) 수로 나타낸 값이다. 일반적으로 g/L 또는 g/kg 단위로 측정되며, g/kg 단위는 무차원 값으로 퍼밀(‰)과 동일한 의미를 지닌다.
염분은 자연수의 화학적 성질과 그 안에서 일어나는 생물학적 과정의 여러 측면을 결정하는 중요한 요소이며, 온도 및 압력과 함께 물의 밀도와 열용량 같은 물리적 특성을 제어하는 열역학적 상태 변수이기도 하다. 해양학에서는 해수의 물리·화학적 특성을 이해하는 가장 기본적인 지표 중 하나로 다루어진다.
정의와 관련하여, 해양학자들은 1981년 유네스코(UNESCO) 보고서를 통해 염분 단위를 기존의 퍼밀(‰)에서 psu(실용염분, practical salinity unit)로 전환하기로 결정하였으며, 현재는 퍼밀 단위의 사용이 권장되지 않는다. 절대염분(SA)은 해수 질량에 용해된 물질의 질량비로 정의되어 가장 정확한 방식으로 간주된다. 또한 SK-S 방식은 해수 1kg에 포함된 염류의 건조 잔여물 질량(g)으로 측정하는 방식으로, 수십 년간 해양 연구에 활용되어 왔다.
전 세계 대양의 평균 염분은 약 35‰ 수준이다. 이는 해수 1kg에 약 35g의 염류가 녹아 있다는 의미이다. 지역별 편차가 존재하는데, 대서양의 염분이 상대적으로 높은 편이며, 홍해 등 일부 해역에서는 39‰에 가까운 값을 나타내기도 한다. 염분의 조성 중 가장 많은 비중을 차지하는 것은 염화나트륨(식염)으로 전체 염류의 약 78%를 차지하며, 그다음으로 염화마그네슘(약 10.9%), 황산마그네슘(약 4.8%), 황산칼슘(약 3.7%), 황산칼륨(약 2.6%) 순으로 존재한다. 이 성분비는 전 세계 해역에서 거의 일정하게 유지되는데, 이를 '염분비 일정의 법칙'이라고 한다.
염분의 농도에 따라 물의 종류를 구분하기도 하는데, 일반적으로 민물은 염분이 0.5‰ 미만, 기수(汽水)는 0.5~35‰, 소금물은 35~50‰, 식염수는 50‰ 이상으로 분류된다.
염분 측정 방식에는 크게 중량(무게) 측정법, 염소량(chlorinity)에 기반한 방법, 전기전도도에 기반한 방법이 있다. 전기전도도 측정법은 물 속의 성분을 화학적으로 분석하지 않아도 정밀한 센서를 통해 염분을 파악할 수 있게 해 주며, 이는 psu 단위 체계의 기반이 된다. psu는 염분 35의 표준해수(1기압, 15℃에서 1kg 용액 속에 KCl 32.4356g이 녹아 있는 KCl 용액과 전기전도도 비가 1.0이 되는 해수)를 기준으로 한 상대적 값으로, 무차원이다.
생물학적 측면에서 염분은 지구 생물의 생존에 필수적이다. 인간의 경우 염분(나트륨)이 전혀 없으면 생존할 수 없으나, 과도한 섭취는 고혈압, 신장병, 심장병 등의 건강 문제를 유발할 수 있다. 반대로 염분이 지나치게 부족한 상태가 지속되면 혈중 나트륨 이온 농도가 낮아져 혼수 상태나 사망에 이를 수 있으며, 더운 환경에서 땀을 많이 흘리고 수분만 보충할 경우에도 저나트륨혈증과 관련된 문제가 발생할 수 있다. 이 때문에 높은 온도의 작업 환경에서는 염분 보충이 중요하게 여겨진다.