Phim hoạt hình hoặc phim hoạt họa là một hình thức sử dụng ảo ảnh quang học về sự chuyển động do nhiều hình ảnh tĩnh được chiếu tiếp diễn liên tục. Trong phim và trong kỹ nghệ dàn dựng, hoạt họa ám chỉ đến kỹ thuật trong đó từng khung hình của phim(frame) được chế tác riêng rẽ. Người ta có thể dùng máy tính, hay bằng cách chụp từng hình ảnh đã vẽ, đã được tô màu, hoặc bằng cách chụp những cử động rất nhỏ của các mô hình để tạo nên những hình ảnh này (xem thêm về hoạt họa dùng mô hình đất sét và hoạt hình tĩnh vật. Những hình ảnh sau đó được chụp bằng một máy quay phim hoạt họa chuyên ngành. Khi tất cả các hình ảnh được ghép vào với nhau, tạo nên một đoạn phim và được chiếu lên màn ảnh, chúng gây nên ảo giác là các cử động được chuyển động liên tục. Ảo giác này gây ra do hiện tượng gọi là sự lưu ảnh. Để làm được những phim như vậy đòi hỏi phải tốn rất nhiều công sức và sức chịu đựng dai dẳng những công việc tẻ nhạt. Hiện nay, nhờ sự phát triển trong hoạt họa máy tính, tốc độ quá trình sản xuất phim đã được tăng lên rất nhiều.Những định dạng tập tin đồ họa như GIF, MNG, SVG và Flash (SWF) cho phép phim hoạt họa được chiếu trên máy tính thông qua đường Internet.