Kolimace je proces usměrnění rozbíhavých paprsků světla, částic nebo jiného záření tak, aby tvořily co nejrovnoběžnější svazek, případně aby měl svazek přesně vymezený průřez a směr, typicky pomocí čočky nebo zrcadla se zdrojem nebo obrazem v ohnisku a s clonou. Takto vzniklé „kolimované“ záření se chová jako by přicházelo z velké vzdálenosti, což je užitečné při kalibraci a testování optiky pomocí kolimátoru
kolimace také znamená seřízení optické soustavy tak, aby její prvky sdílely správnou optickou osu a dávaly maximálně ostrý obraz, například u Newtonova dalekohledu při nastavování sekundárního a primárního zrcadla. V radiologii a radioterapii se kolimací označuje i ohraničení svazku rentgenového nebo gama záření clonami, aby se zlepšilo zobrazení a omezilo ozáření okolí.