Zöllnerova iluze je klasická optická iluze pojmenovaná po svém objeviteli, německém astrofyzikovi Johannu Karlu Friedrichu Zöllnerovi. V roce 1860 poslal Zöllner svůj objev v dopise fyzikovi a učenci J. C. Poggendorffovi, redaktorovi Annalen der Physik und Chemie, který následně objevil související Poggendorffovu iluzi.
Na tomto obrázku se černé čáry zdají být nesrovnatelné, ale ve skutečnosti jsou rovnoběžné. Kratší čáry jsou v úhlu k delším čarám. Tento úhel pomáhá vytvořit dojem, že jeden konec delších čar je k nám blíže než druhý konec. To je velmi podobné tomu, jak se objevuje Wundtova iluze. Může se stát, že Zöllnerova iluze je způsobena tímto dojmem hloubky.
Je zajímavé sledovat, co se stane, když se změní barvy v této iluzi. Pokud je iluze vytištěna zeleně na červeném pozadí a červená a zelená jsou stejně jasné, iluze zmizí.
Tato iluze je podobná Heringově iluzi, Poggendorffově iluzi a Müllerově-Lyerově iluzi. Všechny tyto iluze ukazují, jak se může zdát, že linie jsou deformovány svým pozadím.