초우라늄 원소는 원자 번호 92번인 우라늄(uranium)보다 더 큰 원자 번호를 가진 화학 원소를 통틀어 이르는 말이다. 영문 명칭은 transuranium element 또는 transuranic element이며, 약어로 TRU로 표기되기도 한다.
초우라늄 원소에 속하는 원소로는 원자 번호 93번의 넵투늄(Np)부터 현재까지 확인된 가장 무거운 원소인 118번 오가네손(Og)까지가 포함된다. 이들 중 넵투늄과 플루토늄은 우라늄이 중성자 포획과 베타 붕괴 과정을 거쳐 자연적으로 극미량 생성되기도 하나, 그 외의 모든 초우라늄 원소는 지구상에서 자연적으로 발견되지 않으며 인공적인 핵반응을 통해 합성하여 발견되었다. 모든 초우라늄 원소는 방사성을 띠며 반감기가 짧아 불안정한 특성을 가진다.
1940년대부터 과학자들은 우라늄보다 더 무거운 원소를 합성하기 시작하였으며, 현재까지 총 26개의 초우라늄 원소가 발견되었다. 이들 원소는 주로 입자 가속기나 원자로 내에서의 핵반응을 통해 생성되며, 사용후핵연료(폐연료봉)에서도 다량 발견된다. 초우라늄 원소는 수만 년이 지나도 강한 방사선을 방출하는 고독성 장반감기 특성을 지니므로, 이들의 안전한 관리 및 처리(예: 파이로프로세싱 기술)는 원자력 분야의 중요한 연구 주제이다.