Multipleksēšana (angļu: multiplexing) ļauj pārsūtīt datus no vairākiem datu avotiem pa vienu fizisko savienojumu, tā ir metode, ar kuras palīdzību telekomunikācijās un datortīklos vairāki analogie vai digitālie signāli tiek apvienoti vienā signālā, izmantojot kopēju datu nesēju. Multipleksēšanas mērķis ir dalīties ar ierobežotiem resursiem, piemēram, telekomunikācijās vairākus telefona zvanus var veikt, izmantojot vienu vadu. Multipleksēšana radās telegrāfijā 1870. gados, un pašlaik tā plaši tiek izmantota sakaru tehnoloģijās. Telefonijā Džordžs Ouens Skīrs tiek atzīts kā tālruņu līniju multipleksēšanas attīstītājs 1910. gadā.

Multipleksētais signāls tiek pārraidīts pa sakaru kanālu, piemēram, kabeli. Multipleksēšana sadala komunikācijas kanāla jaudu vairākos loģiskos kanālos, pa vienam katram pārsūtāmajam ziņojuma signālam vai datu plūsmai. Apgrieztais process, kas pazīstams kā demultipleksēšana, sākotnējos kanālus uztver uztvērēja galā.

Ierīci, kas veic multipleksēšanu, sauc par multipleksoru (MUX), un ierīci, kas veic apgriezto procesu, sauc par demultipleksoru (DEMUX vai DMX).

Apgrieztajai multipleksēšanai (IMUX) ir pretējs mērķis kā multipleksēšanai, proti, sadalīt vienu datu plūsmu vairākās plūsmās, pārsūtīt tos vienlaikus vairākos sakaru kanālos un atjaunot sākotnējo datu plūsmu.

Datortīklos multipleksēšanu var izmantot, lai atsauktos uz vairāku ievades/izvades datu apstrādes jēdzienu no viena notikumu cikla, izmantojot sistēmas izsaukumus, piemēram, aptauju un atlasi.