Promieniowanie synchrotronowe, energia elektromagnetyczna emitowana przez naładowane cząstki (np. Elektrony i jony), które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła, gdy ich ścieżki są zmienione, jak przez pole magnetyczne. Jest to tak zwane, ponieważ cząstki poruszające się z taką prędkością w różnych akceleratorach cząstek, znanych jako synchrotron, wytwarzają promieniowanie elektromagnetyczne tego rodzaju.
Stwierdzono również, że wiele rodzajów obiektów astronomicznych emituje promieniowanie synchrotronowe. Na przykład wysokoenergetyczne elektrony spiralnie przechodzące przez linie siły pola magnetycznego wokół planety Jowisz wydzielają promieniowanie synchrotronowe o długości fal radiowych. Promieniowanie synchrotronowe przy takich długościach fal, jak i świetle widzialnym i ultrafioletowym jest generowane przez elektrony poruszające się w polu magnetycznym związanym z resztką supernowej znaną jako Mgławica Kraba. Emisje radiowe odmiany synchrotronowej zostały również wykryte z innych pozostałości supernowych w Galaktyce Drogi Mlecznej oraz z obiektów pozagalaktycznych zwanych kwazarami (patrz kwazar).
Promieniowanie synchrotronowe jest charakterystycznie wysoce spolaryzowane i ciągłe. Jego intensywność i częstotliwość są bezpośrednio związane z siłą pola magnetycznego i energią naładowanych cząstek wpływających na to pole. Odpowiednio, im silniejsze pole magnetyczne i wyższa energia cząstek, tym większa intensywność i częstotliwość emitowanego promieniowania. Promieniowanie synchrotronowe nie zależy od temperatury danego źródła astronomicznego; stosunkowo chłodny przedmiot może emitować znaczne ilości energii elektromagnetycznej w tej formie. Promieniowanie synchrotronowe jest zatem często nazywane promieniowaniem nietermicznym.
